Была задача для специфического прибора сделать импульсный источник тока. Необходимо генерировать импульсы длительностью порядка 2 мкс и током до 50 мА, амплитуда должна регулироваться. В качестве нагрузки выступают два последовательно включенных светодиода. Я накидал вот такую схемку. На макете вроде работает. Нет ли каких-либо очевидных ляпов, будет ли нормально работать? Мне не нравится, что на малых амплитудах наблюдается дрожание величины импульса, хотя возможно это из-за потенциометра, который имитировал ЦАП.
Нажмите для просмотра прикрепленного файла

Для коммутации аналоговых сигналов промышленность производит тьму аналоговых ключей.

Первый ОУ и куча резисторов — как минимум лишнее, а заодно и вредное.

Правильнее сперва получить постоянный ток, а затем его переключать, т.е. между нагрузкой и балластом. И не с полевым транзистором в источнике тока.

Один ОУ - лишний. Вместо первого транзистора - нормальный быстрый ключ. Вместо второго - биполярный. Или найти ОУ с более мощным выходом. И более быстрый. Есть ключи, которые такой ток пропускают - ADG419 (попался на глаза). Будет быстрее, если переключать токовый путь.


Хорошо, что нас только двое пока.

Как точно и как быстро?

Спасибо, я тоже хотел использовать аналог. ключ, но сомневался насколько это целесообразно.



Первым ОУ я здесь задаю смещение, т. к. вероятно из-за оффсета второго усилителя при нуле на его неинв. входе, на выходе есть ненулевое напряжение и диоды светятся, что для меня неприемлемо. Я пытался без него, просто потенциометром подать отр. смещение, но так вышло лучше.


Я пытался изначально так сделать. Я ставил два светодиода параллельно в цепи коллектора и у каждого свой ключик и переключал их попеременно так чтобы ток переключался между "балластом" и нагрузкой, но вышло не очень - фронт импульса тока опаздывал на пол-микросекунды от фронта управления, и длительность имп. тока была гдет в полтора раза больше чем у управляющего. Вообще все попытки коммутировать в цепи там где ист. тока не привели ни к чему хорошему, а так вроде выходит нормально.



Не быстро. Возможно вообще один раз при настройке. 256 значений регулировки хватает, но установленное значение должно быть стабильно насколько возможно.

Полно микросхем-драйверов светодиодов.... Чего их не взять?

А бывают такие, которые дают микросекундные импульсы с точной полочкой и точной длительностью?

А есть те, которые смогут обеспечить 2 мкс импульсы? Просто я имел дело только с теми, которые рассчитаны на большой ток и у них 5-10 мкс только время нарастания.

Странно - у Вас ОУ с довольно малым напряжением смещения. Достаточно было бы соединить выход с шунта через резистор + еще одни резистор для подачи смещения. Или пустить через шунт дополнительный ток через резистор на питание.

А ключ на переключение не пробовали? Лучше переключать похожие нагрузки - такой же излучатель закрашенный фольгой. Но так, конечно, будет греться. Может и сгореть, если такой ток только в импульсе держит.


Как же у Вас с таким медленным ОУ получается? Не должно. Должна быть трапеция, - ведь скорость нарастания всего 20 вольт за микросекунду. Хотя... шунт у Вас какой-то низкоомный. Я бы увеличила. А то весь размах на нем всего 0.8 вольта. Транзистор надо бы поменять.

А Ваша схема с ОУ при каждом включении-выключении будет перегружаться по входу... И какой это будет переходный процесс? С какими фронтами? А кстати, какие фронты нужны?
Идеальная схема - это дифф.каскад. В эмиттеры - генератор тока, а транзисторы как ключи - ток либо в нагрузку, либо мимо нее... Будет работать быстро и без переходных процессов в ген.тока...

Ваш ОУ должен выдать 70 миллиампер сам собой. У Вас сдвоенный. Два генератора тока (два отдельных шунта) можно даже параллельно.

Это делается гораздо проще — тут уже предложили подмешивать резистором с плюса к шунту дополнительный ток и двигать ноль ЦАПом — это приемлемо при большой разнице напряжений питания и шунта, а если нет, то подмешиваемый к шунту ток создавать источником тока, задаваемым, например, другим ЦАП программно. Компенсировать допуски компонентов, т.е. шкалу — подстраивая третьим ЦАП опорное напряжение основного.


Это естественно для источника тока на ОУ и полевом транзисторе.


Тогда вариант только один — диффпереключатель, как уже советовали выше. Делается на паре транзисторов и каком-либо логическом элементе с парафазным выходом, упрощённо — на паре инверторов.

Спасибо всем за советы насчет смещения. Я завтра попробую.



Я пробовал такую схему Нажмите для просмотра прикрепленного файла. Она работала хуже чем в начальном сообщении. Завтра доберусь до приборов могу показать осциллограммы.

Разумеется, все транзисторы должны быть биполярными, с полевыми такая схема принципиально не возможна. И фактический балласт не обязателен, коллектор можно просто соединить с питанием.

А для чего мучить св.диоды изменяющимся током? Какова конечная цель? Если изменять яркость, то ШИМ.

P.S. Пардон, ступил. Сейчас вчитался в задачу.

Я использую классическую схему источника тока на ОУ и полевике для импульсной засветки видеокамер.
1. На инвертирующий вход ОУ через диод подаю небольшое напряжение с FPGA для выключения светодиода.
2. Для устранения свечения светодиода из-за смещения ОУ либо немного подаю небольшое положительное напряжение на инвертирующий вход либо просто отключаю светодиод с помощью FPGA.
3. C помощью конденсатора ООС на ОУ задаю нужную длительность фронта.
4. Основная проблема у меня в том, что светодиоды каждый раз подключаются проводами с неизвестной длиной, т.е. в нагрузке оказывается неизвестная индуктивность. Которая всё портит .

А что Вы хотите. Двух-микросекундные импульсы да еще с хорошими фронтами - это нужно подключать согласованным коаксиалом.
Или драйвер ставить рядом с самими светодиодами.

Подскажите про это поподробнее. Каким коаксиалом надо подключать светодиоды?

Согласованным.
Это значит, что сопротивления как источника, так и нагрузки должны быть равны волновому сопротивлению кабеля. Тогда импульсы передаются без искажения.

Обычно бывают кабели с волновым сопротивлением 75 Ом и 50 Ом. 75 - это стандартный от телевизионных антенн.

Это я знаю.
Как вы предлагаете согласовывать нелинейное сопротивление светодиода с сопротивлением источника тока, у которого внутреннее сопротивление должно стремиться к бесконечности?

Можно и так. Сопротивление открытого светодиода близко к нулю. На выходе кабеля можно поставить токоограничивающий (и согласующий) резистор. Шунт - в возвратный провод (экран). Есть плоские кабели с небольшим волновым сопротивлением. Можно сделать самостоятельно, но все это имеет мало смысла, если расстояния небольшие. Проще сблизить светодиод с питанием.

Выкладываю результаты изысканий.
Вот то что было:
Нажмите для просмотра прикрепленного файла
Импульсы тока в исходной схеме. Снято с шунта в эмиттере ист. тока.
Вот новая схема.
Нажмите для просмотра прикрепленного файла
Если все транзисторы 2N3904 получаются вот такие импульсы. (Снято с верхнего резистора при закрытом входе осц.)
Нажмите для просмотра прикрепленного файла
Если в дифф. каскад поставить побыстрее транзисторы - у меня были KSP 10, то вроде даже получше.
Нажмите для просмотра прикрепленного файла
Думаю, что фронты плохие из-за того, что схема на пинборде и когда перенесу на печатную плату будет получше, но м.б. есть возможность дополнительно убрать выбросы?

Такой выброс как на нижнем рисунке, вызывается подъемом АЧХ конструкции в области порядка 2 МГц (если я правильно прочитал 1 мкс/дел).
Я подавлял такие выбросы установкой последовательной RC-цепочки. Благодаря R не ухудшаются фронты, а C поглощает выброс, емкость надо подбирать.

Тонкие обратные выбросы на фронтах по-моему недостоверны, я полагаю, что это наводка на провод.

Резистор в обратную связь + резистор в базу + конденсатор на землю. Более быстрый ОУ. Как вариант - убрать транзистор умощнения и запитать все от ОУ. Если есть модель ОУ и транзисторов. - промоделировать.


На 30 ом такая наводка?

На соединительный провод вероятно. А может по землям... куча возможностей, судя по частоте: больше 10 МГц. 30 Ом тут совершенно не спасают.

Поставьте в коллектор генератора тока каскад ОБ(ОЗ),
увеличив тем самым внутреннее сопротивление ГТ.
И какой уровень управляющих сигналов?
Они должны быть минимальны.