Вч генератор тока, проблемы устойчивости Опции

[sifadin]

Здравствуйте
Бьюсь над проблемой нужно сделать генератор тока в диапазоне 100Гц…10МГц
Нагрузка – различные катушки индуктивности от 1 до 100мкГн, но может быть и активным
Необходимо обеспечить ток через нагрузку 1..20ма, но амплитуда не более 10В
Точность 20%
Пробовал реализовать схему на сильноточных токовых ОУ.
Пытался пробовать различные варианты но все они сводятся к следующему:
Входное опорное напр минус сигнал с датчика тока усиливаются и поступают на нагрузку
Основная трудность – запас по фазе у усилителя дб более 90град
Но такой запас можно получить только на одном каскаде. (Индуктивность частично включена в ОС опер усилит , включенного по инвертирующих схеме )
Ошибка в такой схеме определяются усилением а оно отношением Zоу (внутренний импеданс токового ОУ 10к на 10мгц) к ZL (реактивное сопротивление катушки 6к) при таком раскладе он не будет работать как стабилизатор тока
Если использовать несколько последовательных каскадов то фазовые сдвиги складываются
Как сделать усилитель с коэфф 300 на 10МГц с запасом по фазе 90град

Сообщение отредактировал sifadin - Oct 7 2012, 13:06

[AlexeyW]

Работать с индуктивностью по-другому - я имел в виду то, что индуктивность как бы является расчетным элементом схемы (конкретно - интегратором напряжения, выдаваемого ОУ). Но, наверное, я поторопился, за что извиняюсь - так можно работать, только если индуктивность меняется в узких пределах, а в Вашем случае она меняется на два порядка.
Если рассмотреть как характеристику системы ее отклик на ступеньку (переходная характеристика), то в моей схеме это так: если возникает ступенька опорного напряжения, то ОУ выдает на выходе пропорциональную ступеньке составляющую, которую индуктивность интегрирует до обнуления ошибки. Итого постоянная времени - это L/(Ку*Rдатчика). Интегральный член устраняет постоянную составляющую.
Возможно, в Вашем случае можно попробовать рассчитать схему для максимальной индуктивности, а при меньших индуктивностях просто ошибка будет пропорционально меньше. Но ввести в усилитель дифференциальную часть все же очень желательно.
(ЗЫ: что-то уведомления не приходят)

[sifadin]

Работать с индуктивностью по-другому - я имел в виду то, что индуктивность как бы является расчетным элементом схемы (конкретно - интегратором напряжения, выдаваемого ОУ). Но, наверное, я поторопился, за что извиняюсь - так можно работать, только если индуктивность меняется в узких пределах, а в Вашем случае она меняется на два порядка.
Если рассмотреть как характеристику системы ее отклик на ступеньку (переходная характеристика), то в моей схеме это так: если возникает ступенька опорного напряжения, то ОУ выдает на выходе пропорциональную ступеньке составляющую, которую индуктивность интегрирует до обнуления ошибки. Итого постоянная времени - это L/(Ку*Rдатчика). Интегральный член устраняет постоянную составляющую.
Возможно, в Вашем случае можно попробовать рассчитать схему для максимальной индуктивности, а при меньших индуктивностях просто ошибка будет пропорционально меньше. Но ввести в усилитель дифференциальную часть все же очень желательно.
(ЗЫ: что-то уведомления не приходят)

Промоделировал и собрал такую схемку (файл прикрепляю) операционники токовые
X1 - AD8009 X2 -AD812
Удалось повысить точность, тк сопротивление- датчик тока R0 можно сделать равным сопротивлению нагрузки
(за счет того что X1 работает в противофазе по отн ко входу разность потенциалов на последоват соед нагрузке и R0 вдвое больше чем в пред схеме)
Погрешность такой схемы ограничена:
1/К + Rнагр/K*R0 + Rнагр/K*R1
даже при K=10 можно получит 10%
для разных токов я буду переключать R0
Проблема в том что получить K=10 на Ad812 на 10МГц невозможно максимум 3

А другие операционники не работают при +/-12В


Надо бы применить комбинацию каскад с большим усилением и далее каскад на ad812 как выходной

Но здесь и зарыта собака - фазовые сдвиги складываются и при замыкании цепи регулирования возникнет возбуждение
Фактически каждый каскад имеет полюс после которого усиление спадает как 6дб на октаву а фаза накручивается как atan(f/fp) . Усиление спадет до единице на частоте f0*K фаза на этой частоте
atan(K) При K=3 это почти 90
Если мы теперь возмем несколько таких каскадов и охватим их ООС то наверняка найдется такая точка
где петлевое усиление > 1, а фаза накрутилась на 180
Возникнет возбуждение
Как с этим бороться

ОС у меня просто С= 47 пФ с выхода ОУ на инверсный вход + R 2 Ком с инв.вх. на датчик тока.
У Вас может быть С поменьше и R побольше для Вашей полосы частот.
Еще с вых. ОУ к нагрузке R 10-30 Ом для устойчивости.

Если включать нагрузку прямо между инверт входом и выходом то параметры обратной связи будут зависеть от нагрузки
А нагрузка у меня черт знает какая: она может быть и емкостной и индуктивный и активный и низкоомной и несколько Ком
следовательно запас по фазе дб более 90 а все ОУ по напр имеют запас 60град
Вводить коррекцию - не вариант - многое уйдет в корр емкость и на 10МГц это даст ошибку
В этом частотной диапазоне несколько пик - уже создают проблемы
Кроме того погрешность в такой схеме определяются как
1/(Kу/Кн +1) (см. ранее)
На 10МГц получить большой Ку (>30) очень трудно

Надо же схема не грузится - мне запрещено грузить файлы


Если интересует могу выслать на личку

[sifadin]

Надо же схема не грузится - мне запрещено грузить файлы

Все таки удалось загрузить

Эскизы прикрепленных изображений