Улучшение схемы сброса пикового детектора Опции

[uad90]

Всем добрый день!

Столкнулся со следующей проблемой:
Необходимо сделать пиковый детектор, способный детектировать короткие прямоугольные импульсы (порядка десятков нс), следующие с маленькой частотой ( порядка единиц мс). Кроме того, необходимо реализовать схему сброса.
Как раз с последней и возникла проблема.

Примерная схема детектора приведена ниже:



При открытии ключа сброса, напряжение на накопительном конденсаторе ( внезапно ) начинает падать. Как только уровень напряжения на конденсаторе становится равен ( или ниже) уровня входного напряжения, начинает расти напряжение на выходе ОУ. То есть, после закрытия ключа сброса мы снова имеем заряженный конденсатор. Наглядно это можно посмотреть на следующем рисунке:




Красный график - входной сигнал, синий - сигнал сброса, желтый - напряжение на конденсаторе, зеленый - напряжение на выходе ОУ.

Схему с общей ОС так же пробовал, там эта проблема тоже присутствует.

Кто-нибудь встречался с подобной проблемой? Как ее можно решить?

[In_an_im_di]

Всем добрый день!

Столкнулся со следующей проблемой:

https://www.google.ru/url?sa=t&rct=j&am...Wwg&cad=rjt

таблица 2, параметр Input Bias Current, ток входа ОУ. Этот ток заряжает конденсатор после закрытия ключа сброса.
Замените этот ОУ на какой-нибудь с полевыми транзисторами на входе и нужным быстродействием(не путать с граничной частотой)

Сообщение отредактировал Tanya - Jul 24 2017, 08:22

Причина редактирования: Избыточное цитирование. Т.

[Plain]

Видно же, что ОУ перегружен, надо уменьшить ёмкость на порядок. Ну и на время сброса отключать выход ещё одним ключом.

[=L.A.=]

Для наносекундных импульсов вместо ОУ U2 надо поставить биполярный транзистор Дарлингтона (например BCV27). По схеме эмиттерного повторителя. ОУ плохо работает с импульсными сигналами.
Не указано внутреннее сопротивление источника импульсов.

Сообщение отредактировал =L.A.= - Jul 22 2017, 18:27

[Hale]

ну, я точно также в данный момент по-дилетантски делаю. время тоже единицы мс, поэтому с запирающим драйвером особо не парюсь. поставил только ускоряющий конденсатор и отпирающее смещение. если управление цифровое, то вообще нечего делать - сбрасываете примерно перед приходом импульса. у меня аналоговое управление, поэтому пришлось городить управляющий огород.
кроме того, есть смысл поставить в цепь заряда маленький резистор в качестве RC фильтра, а в цепь сброса(у стока) большой резистор, чтобы за время одного сброса не сбрасывалось больше четверти, допустим. В простом приближении, эти же резисторы должны стабилизировать U2...правда я плохо предст. как они будут сочетаться с диодом и его последовательной емкостью. В итоге на выходе можно будет измерять среднее хоть стрелочным прибором.
схема в таком виде будет сильно утекать, но на миллисекундной длительности сгодится. Все очень сильно зависит от модели диода (шоттки). если нужны секунды удержания, или пикосекундные импульсы, то вместо диода запирать лучше биполярниками, это даст более стабильный результат. если на выходе не вход быстродействующей комоп схемы, то любой совет выше.

[uad90]

Всем спасибо за ответы!

Поколдовал немного со схемой, заменил оба ОУ на достаточно шустрые операционники на полевых транзисторах. Это позволило на порядок снизить емкость, повысив при этом время удержания заряда.
Получилось что-то в этом роде:




Однако, в динамике появились нежелательные осциляции, см картинку:




На рисунке: красный - входной сигнал, синий - сигнал сброса, желтый - напряжение на конденсаторе С2, фиолетовый - сигнал на выходе пикового детектора, после повторителя.
Есть ли какие-нибудь советы по стабилизации работы схемы?

таблица 2, параметр Input Bias Current, ток входа ОУ. Этот ток заряжает конденсатор после закрытия ключа сброса.
Замените этот ОУ на какой-нибудь с полевыми транзисторами на входе и нужным быстродействием(не путать с граничной частотой)

Самое интересное, что нет. На данный момент в схеме используются ОУ с входными токами ~1 пА, однако во время сброса все равно растет напряжение на выходе ОУ U2, из-за которого конденсатор заряжается сразу после сброса. Особенно хорошо это видно, если убрать резистор R2 из цепи сброса:



На рисунке: красный - входной сигнал, синий - сигнал сброса, желтый - напряжение на конденсаторе С2, зеленый - наряжение на выходе ОУ U2.
Видно, что как только напряжение на конденсаторе падает ниже уровня входного сигнала, появляется напряжение на выходе U2.
Подозреваю, что это как то связано с обратной связью.
Чем это может быть вызвано и как избежать этого при сбросе напряжения на детекторе?

[Plain]

Для решения задачи требуется выбор ОУ по параметру "выход из насыщения", а он производителями в 99,(9)% случаев не указывается, потому что никакой, по причине законов природы — можно так во вступительном к лабораторке слове и расписать.

А ежели реально надо, то задача элементарно решается калибруемым пассивным детектором, т.е. программно-аппаратным комплексом.