активный выпрямитель на ОУ, оценить реализацию Опции

[Herz]

Есть куча схем прецизионных выпрямителей на ОУ, каждая со своими достоинствами и недостатками. Громоздкие все они и, как правило, требуют, минимум, пары точных резисторов. Для многоканальной схемы - сплошной головняк. Хотелось бы что-то компактное, с хорошей линейностью в диапазоне десятки милливольт - единицы вольт на частоты до 100 кГц. Форма сигнала практически меняться не будет.
Смотрел на AD736, но, с одной стороны, True-RMS мне, в общем-то, ни к чему, а с другой - настораживает точность. Разве что на стабильной форме будет лучше.
В то же время есть альтернативное решение, как предлагается, например, здесь:
[attachment=15794:attachment] (Fig. 45)
[attachment=15796:attachment]
Но есть вопросы. Во-первых, все ли оперы с JFET-входом способны так работать или это особенность некотрых моделей? Из даташита не смог этого понять. Во-вторых, несмотря на хорошие динамические характеристики, ясно, что решение низкочастотное - время выхода опера из насыщения велико.... Но насколько? Как рассчитать прикинуть АЧХ такого каскада? В-третьих: что там с малым сигналом? Какая-то подозрительная осциллограмма.
Кто-нибудь проверял на практике? Что скажете?

Сообщение отредактировал Herz - Dec 1 2007, 20:11

[Herz]

Можно-то можно. Только АЦП придётся искать с дифф. входами и большим диапазоном входных синфазных напряжений.
Вы какой, кстати, планируете использовать?

Да, синфазное - неприятная вещь. Я эту схему привёл лишь для примера, у неё есть очевидные плюсы: высокое входное сопротивление и ненужность точных резисторов.
АЦП собираюсь использовать ADS1252. Кстати, заявленного в документации КОСС в 100 дБ должно хватить, чтобы уложиться в 0,1% ошибки на моём динамическом диапазоне в 40 дБ. Без учёта других погрешностей, конечно.

Если в цифрЕ, то и выпрямлять особенно не надо.

2 Herz
Попробуйте всё-таки рассмотреть возможность измерять среднее значение сигнала вовсе без выпрямителя. Точность от этого только выиграет. Шумы и погрешности АЦП же, как правило, гораздо ниже шумов и помех, содержащихся в самОм сигнале.

АЦП - дельта-сигма, его скорости не хватит, чтобы оцифровать сигнал "напрямую", без выпрямления. Если же усреднять синусоиду, получим... сами знаете что. Вот использовать его модулятор для усреднения выпрямленного, пожалуй, можно было бы. Надо прикидывать. У меня перед АЦП ещё антиалиасинговый фильтр предусмотрен был. Аналоговый.

А я с этим и не спорил - выпрямление получается, двухполупериодное между дифф. входами АЦП.
Только давайте рассмотрим теперь работу АЦП с дифф. входом.
Возьмём конкретный прибор, и разберём его работу. Предложите его, а я попытаюсь показать, что преимуществ Ваша схема против провода иметь не будет.

Да схема-то в общем, известная. И вполне работоспособная. Для дифференциального входа можно использовать. Но опять же: точные резисторы, относительно невысокий входной и высокий выходной импедансы...
Я тут даже подумал: схема многоканальная, в тракте хотелось предусмотреть PGA для выравнивания КУ. Реализовать думаю на умножающем ЦАПе, включенном в ОС ОУ. (т.е. с выхода ОУ сигнал на вход опоры ЦАПа, токовый выход - на инвертирующиий вход). Такие ЦАПы, как DAC8812, например, имеют комплементарные токовые выходы. Подать с обоих ОС через диоды и кодом выровнять симметрию...
Или ещё. Есть у них входы сброса. Можно компаратор на "пересечение земли" поставить и ЦАП обнулять, чтобы PGA в течение полуволны ноль выдавал... Каково?

[Stanislav]

Да, синфазное - неприятная вещь. Я эту схему привёл лишь для примера, у неё есть очевидные плюсы: высокое входное сопротивление и ненужность точных резисторов.

Точные резисторы нужны, конечно. Но только 2. Можно использовать прецизионную сборку (от SUSUMU, например).
На бОльшее число резисторов найти точную сборку проблематично.

...АЦП собираюсь использовать ADS1252. Кстати, заявленного в документации КОСС в 100 дБ должно хватить, чтобы уложиться в 0,1% ошибки на моём динамическом диапазоне в 40 дБ. Без учёта других погрешностей, конечно.

Боюсь, не прокатит.
В даташите указано: КОСС 90 дБ мин., но... "at DC".
Я с ходу не могу припомнить даже быстрого ОУ, который давал бы 100 дБ КОСС на частоте 100 кГц.
Для данного АЦП на частоте этот параметр не нормируется, так шта... При полосе пропускания его аналогового тракта в 9 кГц будет гарантированный швах.

...АЦП - дельта-сигма, его скорости не хватит, чтобы оцифровать сигнал "напрямую", без выпрямления. Если же усреднять синусоиду, получим... сами знаете что. Вот использовать его модулятор для усреднения выпрямленного, пожалуй, можно было бы. Надо прикидывать. У меня перед АЦП ещё антиалиасинговый фильтр предусмотрен был. Аналоговый.

Я всё-таки рекомендую рассмотреть возможность использования более шустрого АЦП, и дискретизировать сигнал непосредственно, без выпрямления. Здесь именно тот случай, когда любая аналоговая предобработка может существенно испортить результат преобразования.
Думаю, решение на 12-14бит качественном АЦП + хорошем опорнике + ЦОС способно решить задачу с минимальными потерями (ну, и повторяемость будет хорошей).
АЦП можно взять примерно вот такой:
http://www.analog.com/en/prod/0,,AD7946,00.html
Если требуется большой динамический диапазон, можно обратить внимание на его 16-18-разрядных собратьев.

Щас мало времени, приведу лишь пример: температурный дрейф нуля ОУ и АЦП. Вариант с выпрямителем будет сильно ему подвержен - все уходы складываются с сигналом, а для варианта с непосредственной оцифровкой это пофиг - среднее значение сигнала мы можем оценивать в реалтайме, и тут же вычитать из него. Как вариант - цифровой фильтр ВЧ. После этого останется только взять модуль сигнала и усреднить его в заданном окне.

...Да схема-то в общем, известная. И вполне работоспособная. Для дифференциального входа можно использовать. Но опять же: точные резисторы, относительно невысокий входной и высокий выходной импедансы...

Она гораздо хуже приведённой Вами. Резисторов точных - 3, импедансы высокие, опять же ВЧ синфазный сигнал...
С выбранным Вами АЦП использовать нельзя.

...Я тут даже подумал: схема многоканальная, в тракте хотелось предусмотреть PGA для выравнивания КУ. Реализовать думаю на умножающем ЦАПе, включенном в ОС ОУ. (т.е. с выхода ОУ сигнал на вход опоры ЦАПа, токовый выход - на инвертирующиий вход). Такие ЦАПы, как DAC8812, например, имеют комплементарные токовые выходы. Подать с обоих ОС через диоды и кодом выровнять симметрию...

Делать так можно, конечно. Но можно попробовать поискать интегральные PGA (у AD, по-моему, были такие, именно для ультразвуковых частот).

...Или ещё. Есть у них входы сброса. Можно компаратор на "пересечение земли" поставить и ЦАП обнулять, чтобы PGA в течение полуволны ноль выдавал... Каково?

Круто завёрнуто... Но точность при таком решении вряд ли хорошей получится, имхо...