Усилитель до 300 кГц, прямоугольного сигнала Опции

[KARLSON]

Здравствуйте. Необходим усилитель прямоугольного сигнала частотой от доли Герца до 300 кГц, амплитудой +/- 3В.
Питание усилителя +/- 24В.
Нагрузка индуктивность от 17 мкГн до 30 мкГн. Ток, того же прямоугольного сигнала через индуктивность, +/- 6А.
Решил взять за основу усилитель звукового сигнала. Нашёл эту схему:

Понравилась симметрией и мало деталей.
Нарисовал в Мультисиме v11.0 (в приложении).
Пока ничего хорошего не получилось, изменял парамметры ООС, уменьшал все конденсаторы, не помогает.
Соответственно у меня 2 вопроса:
1) Что поменять в схеме, что бы стала работать.
2) Может эта схема вообще не работоспособна для моей задачи? Что можете посоветовать?

Прикрепленные файлы

 v2.rar ( 250.47 килобайт ) Кол-во скачиваний: 16

 

[KARLSON]

Вроде как минимум 2 МГц пропустить может через себя. Надо попробовать.

[rudy_b]

Скорее всего, ничто из перечисленного не будет нормально работать в вашей ситуации. Проблема в том, что ваша нагрузка - интегрирующее звено (ОС берется с резистора после индуктивноси) и в обратной связи возникает дополнительный фазовый сдвиг - запаздывание сигнала ОС на 90 градусов. Суммируясь с фазовым сдвигом самого усилителя он может (и, скорее всего, будет) приводить к генерации. Поэтому основная проблема - это устойчивость, и следует выбирать усилители с небольшим усилением, но хорошей устойчивостью и правильной ФЧХ.

Но, может быть луче сделать иначе - или сделать генератор вместо усилителя - например генератор тока, или сделать предкоррекцию сигнала (дифференцирование) и ОС по напряжению. Есть и иные способы, но нужно более подробное описание задачи.

[Tanya]

Скорее всего, ничто из перечисленного не будет нормально работать в вашей ситуации. Проблема в том, что ваша нагрузка - интегрирующее звено (ОС берется с резистора после индуктивноси) и в обратной связи возникает дополнительный фазовый сдвиг - запаздывание сигнала ОС на 90 градусов.

Это горе можно вылечить. В данной ситуации. Подлечить. Испортим шунт.
Последовательно с шунтом добавить индуктивность... Такую, что постоянные времени основной катушки и и шунта с добавленной индуктивностью будут примерно равны. Добавленная индуктивность будет много меньше основной и мало повлияет на время выхода. Оно, конечно, и будет определяться этой самой постоянной времени. Фронты будут завалены, но работать будет устойчиво... если все остальное нормально сделать.
Можно даже для исправления вместо меандра на вход подавать меандр + его производную (почти) ... грубо так.
Максимальная скорость нарастания будет определяться максимальным напряжением на выходе и бОльшей индуктивностью, естественно.
С этим никак не справиться, если не сделать отдельный индуктивный накопитель, который коммутировать на катушку.
Однако... пациенту может быть не очень комфортно при определенных условиях.

[rudy_b]

Это горе можно вылечить. В данной ситуации. Подлечить. Испортим шунт...

Как только мы это сделаем мы будем задавать не ток, а нечто иное.

Можно даже для исправления вместо меандра на вход подавать меандр + его производную (почти) ... грубо так...

Это нормальный подход - предискажение сигнала. Т.е., в данном случае, подавать на основной усилитель (с ОС по напряжению) производную меандра (т.е. пик на переходе, затем константа в сотню раз меньшая) - если нагрузка идеальная индуктивность+небольшой резистор. Величина пика - определяется индуктивностью и требуемым фронтом тока. А дополнительным параллельным слабеньким каналом подкорректировать небольшие отклонения тока. Это сильно упростит задачу.

Но проще сделать несколько иначе - исходно работать с генератором тока. Например загнать ток нужной формы в исток полевика, а индуктивную нагрузку поставить в его сток. Максимальная скорость будет ограничена насыщением полевика и напряжением защитного стабилитрона, но, зато, никаких проблем с ОС.

rudy_b, помимо того, что индуктивность даёт задержку, мы ещё в цепь ОС вводили задержку RC цепью, тем самым вытягивали фронты. И ничего, не возбуждался, пока новые печатные платы не пришли, в которых мы не нашли отличия от предыдущих.

Что-то вы странное говорите, так не бывает. Две интегрирующие цепочки в петле ОС гарантируют генерацию с учетом внутренней задержки усилителя. Вероятно у вас все-таки параметры нагрузки иные, чем были указаны. Желательно более подробно описать задачу.

[Меджикивис]

Например загнать ток нужной формы в исток полевика, а индуктивную нагрузку поставить в его сток.

Если требуется однополярный выход, то это одно из лучших решений.
Если требования к точности не слишком высоки, можно применить даже биполярник: проверенное, простое и эффективное решение.

Я вот твердо знаю, что индуктивность надо питать напряжением, а конденсатор - током.
Дроссель (катушка) ведь сам(а) по себе источник тока. А включать два источника тока друг не друга с целью посмотреть, кто кого убьет мне не хочется.

Вы не совсем правы. Например, задача питания индуктивности током существовала в телевидении: катушки отклонения кинескопа питаются как раз током, так как необходимо было получать определенной величины магнитное поле, пропорциональное именно току.
Не буду повторять общих мест, Вы сами знаете, как она решалась.

Вот в данном случае автору вполне можно рекомендовать источник напряжения ключ и шим.

И с какой частотой получается ШИМ, если сам сигнал до 300 кГц? А пульсация ШИМ должна сгладиться очень хорошо, потому что в магнитном поле - живой организм, и наложение ВЧ-составляющей - неизвестно к каким последствиям может повести.

ЗЫ:
А вообще в мощных стабилизаторах тока, действительно, ШИМ это большое преимущество. Без нее регулирующие элементы превращаются реально в печку.

[Tanya]

Вы не совсем правы.

Все уже обсуждалось. И не раз. Вот, например, -
http://electronix.ru/forum/index.php?s=&am...st&p=872378

Давайте не будем забывать, что мне нужен двухполярный ток. Двухполярный генератор тока в гугле не нашёл. Единственное,что под этим лозунгом нашёл так это преобразователь напряжения - ток . Попробую в мультисим загнать. Что то он слишком простой.

Я очень сильно сомневаюсь, что для медицинских применений нужно знакопеременное поле. Даже уверена.
Очень Вам не рекомендую использовать генератор тока на индуктивную нагрузку. На емкостную или резистивную (активную... не знаю, как сказать) - другое дело.