Помощь - Поиск - Пользователи - Календарь
Полная версия этой страницы: Высоковольтный(около 150В), линейный усилитель двуполярного сигнала
Форум разработчиков электроники ELECTRONIX.ru > Аналоговая и цифровая техника, прикладная электроника > Вопросы аналоговой техники
Страницы: 1, 2, 3
Vldmr
Встала тут проблема. Требуется линейный усилитель синусоидального сигнала, где-нибудь до 150 вольт. Частоты от 0 до 100кГц. Кто-нибудь знает, как это делается? Можно ли в Петербурге найти подходящие высоковольтные ОУ? Можно ли какую-нибудь схему придумать с низковольтным ОУ и высковольтными транзисторами?
Herz
Обратите внимание на схемотехнику обычных транзисторных УНЧ (вот хотя бы на эту). Комбинация ОУ-транзисторный выходной каскад позволяет получить отличную линейность. ОУ совсем не обязательно должен быть высоковольтным, нужно лищь правильно сконфигурировать ОС. Кроме того, если нагрузка плавающая, можно сделать усилитель мостовым, что снизит напряжение питания вдвое. Продолжая аналогию с аудиоусилителями, напомню, что традиционно высоковольтные усилители строились на лампах, жизнь вынуждала smile.gif . Сейчас это экзотика, но некоторые идеи будут полезными, учитывая что лампы сейчас с успехом заменяют современные высоковольтные полевики с очень хорошими характеристиками. Посмотрите, может пригодится это.
Если сообщите больше подробностей, тут Вам смогут дать более конкретные советы.
mov
Что касается монолитных(гибридных) ОУ на большие напряжения то сейчас у TI есть 3583(4) ОУи у Apex есть имс. (в приложении , есть и более высоковольтные). Но цены !!! Врядли кто возит их сюда.
ПоАл
Меня нтересовали Apex 103 и 97. Пока не заказывал и пробовал, некогда. Правда, говорят, стоят совсем не мало. Альтернативы реальной пока не встречал. Все мои знакомые лепят сами на рассыпухе со всеми вытекающими последствиями. Для сведения тех, кто не сталкивался: даже комплементарные пары на 300 и более вольт - проблема. Нужны маломощные, а не на амперы.
Massi
итак...а пиво будет...смотри сюда и придет тебе счастя...

AN18
AN87
http://www.linear.com/search/searchResults...teCriteria=an87

и как счастя...пришло
Stanislav
Цитата(Herz @ Feb 5 2007, 11:46) *
Обратите внимание на схемотехнику обычных транзисторных УНЧ (вот хотя бы на эту). Комбинация ОУ-транзисторный выходной каскад позволяет получить отличную линейность. ОУ совсем не обязательно должен быть высоковольтным, нужно лищь правильно сконфигурировать ОС. Кроме того, если нагрузка плавающая, можно сделать усилитель мостовым, что снизит напряжение питания вдвое. Продолжая аналогию с аудиоусилителями, напомню, что традиционно высоковольтные усилители строились на лампах, жизнь вынуждала smile.gif . Сейчас это экзотика, но некоторые идеи будут полезными, учитывая что лампы сейчас с успехом заменяют современные высоковольтные полевики с очень хорошими характеристиками. Посмотрите, может пригодится это.
Если сообщите больше подробностей, тут Вам смогут дать более конкретные советы.
По-моему, обе схемы никуда не годятся. Вторая будет греться, как утюг, а в первой устанете менять транзисторы.
Кроме того, высоковольтные усилительные полевики - очень большая редкость.

2 Vldmr
Фраза "линейный усилитель синусоидального сигнала, где-нибудь до 150 вольт" абсолютно безграмотна. Ознакомьтесь сначала с терминами "амплитуда", "размах", "действующее значение", а потом переформулируйте вопрос с их использованием.
Далее, усилитель характеризуется не только выходным напряжением и полосой пропускания, но и другими параметрами, в частности, выходной мощностью (вместо неё можно привести импеданс нагрузки) и требуемым уровнем нелинейных искажений в данном случае синусоидального сигнала.
Vldmr
Цитата(Stanislav @ Feb 13 2007, 23:01) *
Фраза "линейный усилитель синусоидального сигнала, где-нибудь до 150 вольт" абсолютно безграмотна. Ознакомьтесь сначала с терминами "амплитуда", "размах", "действующее значение", а потом переформулируйте вопрос с их использованием.
Далее, усилитель характеризуется не только выходным напряжением и полосой пропускания, но и другими параметрами, в частности, выходной мощностью (вместо неё можно привести импеданс нагрузки) и требуемым уровнем нелинейных искажений в данном случае синусоидального сигнала.

Прошу прощения. Конечно, имелся ввиду усилитель с размахом сигнала на выходе до 150 вольт, который мог бы усиливать синусоидальный сигнал с малыми нелинейными искажениями. Насколько малыми? Тут уже другой вопрос. Хотелось бы не больше 1% по амплитуде во второй гармонике, т.е. вроде не критично в схемах, где в качестве усилительного элемента используется ОУ. Или я не прав?
Мощность усилителя не очень важна, т.к. нагрузка будет емкостная, около 100пф.
KAlexn
Как то делал на +/-500В на ГМИ-6Б с полосой 0...500 кГц. Тоже на емкостную нагрузку (отклоняющие электроды). Правда на такое напряжение тр-тов было не найти.
Stanislav
Цитата(Vldmr @ Feb 14 2007, 10:23) *
Прошу прощения. Конечно, имелся ввиду усилитель с размахом сигнала на выходе до 150 вольт, который мог бы усиливать синусоидальный сигнал с малыми нелинейными искажениями. Насколько малыми? Тут уже другой вопрос. Хотелось бы не больше 1% по амплитуде во второй гармонике, т.е. вроде не критично в схемах, где в качестве усилительного элемента используется ОУ. Или я не прав?
Мощность усилителя не очень важна, т.к. нагрузка будет емкостная, около 100пф.
Теперь гораэдо понятнее. smile.gif
В таком случае, делайте, например, подобным образом:
Нажмите для просмотра прикрепленного файла
Это только эскиз схемы. +-Uоу -напряжение питания ОУ +-0,6В (легко получить на маломощных стабилитронах, если нет дополнительного источника питания); +-Uп - напряжения питания (+-75В); Rоу - сопротивление нагрузки выхода ОУ (несколько десятков Ом); Cоу - корректирующая ёмкость, для данного приложения примерно 10-50 пФ (кроме того, она снижает нелинейные искажения).
Опер надо брать достаточно шустрый, с частотой ед. усиления порядка нескольких десятков мегагерц, и, очень желательно, не rail-to-rail, т.е., с низким выходным сопротивлением без ООС. Иначе без доп. коррекции не обойтись.
Если есть вопросы по эскизу схемы - задавайте. Постараюсь ответить подробнее.
ПоАл
Характер нагрузки и её величина мало что говорят. Куда нагрузка? На "+", "-" или на среднюю точку питания? И вообще - должно ли быть питание двуполярным? Схемотехника может быть совершенно разной.
Транзисторы для Вас скорее всего подойдут из отечественных 2Т (КТ) 504-506.
Что то я забыл - какая полоса частот Вам нужна непременно и без всяких там запасов?
Stanislav
Цитата(ПоАл @ Feb 15 2007, 11:41) *
Характер нагрузки и её величина мало что говорят.
Как это "мало что говорят"? Поясните мысль, плиз.
Цитата(ПоАл @ Feb 15 2007, 11:41) *
...Куда нагрузка? На "+", "-" или на среднюю точку питания?..
А какая разница? Сказано же - емкость 100 пФ.
ПоАл
Поясняю.
Задавая свои вопросы я пытался выяснить у Станислава ещё кое чего. Характер нагрузки и размах на выходе усилителя почти прямо указывают, что усилитель будет нагружен на пьезокристалл вибро или какого либо ещё привода. Для емкостного датчика положения частота и ёмкость другие на несколько порядков. Для отклоняющих пластин чего то механического? Что может быть такого, что можно было бы раскачать на десятках килогерц? Разве что какую нибудь капельную струю? Но тогда ёмкость должна быть на 1-2 порядка больше. Нам с Вами, кстати, ещё не ответили о необходимости двуполярного питания. Если я правильно предполагаю нагрузку в виде пьезокристалла, то второй его конец может сидеть где угодно и (тут ваше возмущение правомерно - усилитель об этом даже не знает) практически всегда сидит на массе. Но тут выступают на первую роль другие соображения:
1) Зачем нужны два источника и нельзя ли обойтись одним? Легкодоступные DC на такие напряжения отсутствуют. Приходится изображать самим и один всегда лучше, чем два.
2) Пьезокристаллы ощутимых размеров не любят частот выше нескольких килогерц (Помните мою просьбу об уточнении полосы?). Они или сразу разрушаются или отказывают в весьма обозримом будущем. Для них часто даже приходится ограничивать ток.
3) Источник сигнала как правило привязан к общему и к одному полюсу источника выходного напряжения. В итоге - усилитель с однополярным питанием.
4) Комплиментарная пара на выходе усилителя для предполагаемой мной нагрузки - на грани экзотики. Хватает и одного транзистора.

Прошу простить - вопросы я конечно задавал не Станиславу а Vldmr у.
Stanislav
Цитата(ПоАл @ Feb 15 2007, 23:16) *
...Характер нагрузки и размах на выходе усилителя почти прямо указывают, что усилитель будет нагружен на пьезокристалл вибро или какого либо ещё привода...
Я бы сказал: смелое предположение. Об этом ничего не сообщалось.
Цитата(ПоАл @ Feb 15 2007, 23:16) *
...Для емкостного датчика положения частота и ёмкость другие на несколько порядков. Для отклоняющих пластин чего то механического? Что может быть такого, что можно было бы раскачать на десятках килогерц? Разве что какую нибудь капельную струю? Но тогда ёмкость должна быть на 1-2 порядка больше.
Вы ещё забыли упомянуть пару сотен устройств, имеющих ёмкостный характер сопротивления. smile.gif

Цитата(ПоАл @ Feb 15 2007, 23:16) *
...Нам с Вами, кстати, ещё не ответили о необходимости двуполярного питания...
Вы очень невнимательно читаете тему. Между тем, в её названии содержится недвусмысленный ответ на Ваш вопрос.
Далее, ответ на вопрос:
Цитата(ПоАл @ Feb 15 2007, 11:41) *
...Что то я забыл - какая полоса частот Вам нужна непременно и без всяких там запасов?
содержится в первом же посте автора. smile.gif

ЗЫ. Транзисторы в выходном каскаде должны быть всё-таки ВЧ. Из "древних" отечественных можно порекомендовать КТ604 или КТ940.
Vldmr
Отвечаю: Это должен быть лабораторный услилитель, который нагружается на фазовый модулятор через коаксиал(принципиально!), по совмистительству этот усилитель, скорее всего, будет использоваться и для других целей. Выходная ёмкость - ёмкость коаксиала, в основном. вот такая вот интересная задача
Vldmr
Цитата(Stanislav @ Feb 15 2007, 02:00) *
Если есть вопросы по эскизу схемы - задавайте. Постараюсь ответить подробнее.

Станислав, очень интересная схема.
Немного не понимаю, как работает. Что это за фокусы с питанием ОУ? Я раньше думал об управлении высоковольтными транзисторами с выхода ОУ, а тут они управляются через питание ОУ... Не могли бы пояснить?
Stanislav
Цитата(Vldmr @ Feb 16 2007, 10:38) *
...Немного не понимаю, как работает. Что это за фокусы с питанием ОУ? Я раньше думал об управлении высоковольтными транзисторами с выхода ОУ, а тут они управляются через питание ОУ... Не могли бы пояснить?
Ага, именно через питание. smile.gif Смысл в том, что выходной ток ОУ протекает также и через его питающие выводы.
Пусть, скажем, собственный ток потребления ОУ равен 3 мА. Пусть на его выходе +1В напряжения при нагрузке в 100 Ом. Тогда ток через плюсовый контакт питания ОУ составит 1В/100Ом + 3мА = 13 мА. Этот ток выделяется на резисторах нагрузки и управляет выходными транзисторами.

Цитата(Vldmr @ Feb 16 2007, 10:38) *
...Я ещё, про стабилитроны: Почему нельзя поставить кремнийвый диод, в открытом состоянии, чтобы создать напряжение 0,6 вольт для создание +-Uоу? Или это напряжение принципиально не должно быть равно напряжению открытого p-n перехода?
Нет-нет, Вы не совсем правильно поняли. Если питание ОУ выбрано, скажем, +-15 В, то напряжения на базах транзисторов должно составить +-15,6 В (0,6 В упадёт на переходах).
Смысл этих транзисторов - обеспечить, с одной стороны, требуемое напряжение питание ОУ, а, с другой стороны, обеспечить передачу выходного тока ОУ в цепь усиления высокого напряжения (выходной каскад).
Massi
просто так спрошу....чисто поржать...можно...спасибо...
а апликухи лайнеровские что не подошли...али как...
deemon
Честно говоря , все эти схемы с выходом через питание ОУ выглядят красиво , но в реальности всё не так уж радужно . Проблемы создаёт обычно ток потребления самого ОУ , притом у разных экземпляров он может отличаться , что ухудшает повторяемость . У скоростных ОУ ток потребления больше , что затрудняет их применение . А проблема из-за тока в том , что минимальный ток ограничен снизу током потребления , максимальный же - ограничен защитой по выходу в ОУ . Вот в этом узком интервале и приходится работать .
Stanislav
Цитата(Massi @ Feb 16 2007, 15:13) *
просто так спрошу....чисто поржать...можно...спасибо...
а апликухи лайнеровские что не подошли...али как...
Все? Или Вы имели в виду что-то конкретное?
Stanislav
Цитата(deemon @ Feb 16 2007, 16:15) *
Честно говоря , все эти схемы с выходом через питание ОУ выглядят красиво , но в реальности всё не так уж радужно . Проблемы создаёт обычно ток потребления самого ОУ , притом у разных экземпляров он может отличаться , что ухудшает повторяемость . У скоростных ОУ ток потребления больше , что затрудняет их применение . А проблема из-за тока в том , что минимальный ток ограничен снизу током потребления , максимальный же - ограничен защитой по выходу в ОУ . Вот в этом узком интервале и приходится работать .
Почему узком?

Берём какой-нить ОУ, напр. AD8610 (навскидку), обеспечиваем ему питание, скажем, +-10В и считаем:
- исходя из максимального тока потребления, резисторы в коллекторах надо выбрать примерно 150 Ом;
- сопротивление нагрузки ОУ выбираем порядка 50-100 Ом;
- макс. выходной ток усилителя получится порядка нескольких (2-5) ампер.
Не забывайте при этом, что выходными транзисторами усиливается не только напряжение, но и ток.
В чём же Вы видите ограничение? blink.gif
Massi
рыдаю...
AN87 стр 57-58

вместо дикого опера LT можно взять
OPA541 161 гривна доступен
OPA544
OPA2544

любой опер на +-15 и ток выхода на 1А
да и УДшки вроде были на такие токи и напряжения
Stanislav
Цитата(Massi @ Feb 16 2007, 17:36) *
рыдаю...
AN87 стр 57-58

вместо дикого опера LT можно взять
OPA541 161 гривна доступен
OPA544
OPA2544

любой опер на +-15 и ток выхода на 1А
да и УДшки вроде были на такие токи и напряжения
А зачем корячиться, применяя дорогие и дефицитные компоненты, да ещё в таких вычурных схемах, если можно всё сделать на копеечных?
Впрочем, здесь хозяин - барин... smile.gif
Vldmr
Схемы из application notes понравились. Но они, конечно, хуже под мои задачи подходят, чем схема Станислава.
Станислав, к вам ещё вопрос. Почему ОУ должен иметь высокую частоту ед. усилиния, если усиливать в этой схеме он должен НЧ сигнал? Каким образом ёмкость Cоу влияет на нелинейные искажения? Почему у ОУ должно быть низкое выходное сопротивление, ведь резисторы, через которые проходит ток питания ОУ, по номиналу заведомо больше выходного сопротивления ОУ?
Designer56
Цитата(Stanislav @ Feb 16 2007, 01:41) *
ЗЫ. Транзисторы в выходном каскаде должны быть всё-таки ВЧ. Из "древних" отечественных можно порекомендовать КТ604 или КТ940.

КТ504, КТ505 хорошо подходят

Цитата(deemon @ Feb 16 2007, 18:15) *
Честно говоря , все эти схемы с выходом через питание ОУ выглядят красиво , но в реальности всё не так уж радужно . Проблемы создаёт обычно ток потребления самого ОУ , притом у разных экземпляров он может отличаться , что ухудшает повторяемость . У скоростных ОУ ток потребления больше , что затрудняет их применение . А проблема из-за тока в том , что минимальный ток ограничен снизу током потребления , максимальный же - ограничен защитой по выходу в ОУ . Вот в этом узком интервале и приходится работать .

Я такие схемы делал- одна из них в воздухе летает, давно уже.
Vldmr
Опять не понял, почему транзисторы обязательно ВЧ? Объясните, пожалуйста
Designer56
Цитата(Stanislav @ Feb 16 2007, 20:18) *
Цитата(Massi @ Feb 16 2007, 17:36) *
рыдаю...
AN87 стр 57-58

вместо дикого опера LT можно взять
OPA541 161 гривна доступен
OPA544
OPA2544

любой опер на +-15 и ток выхода на 1А
да и УДшки вроде были на такие токи и напряжения
А зачем корячиться, применяя дорогие и дефицитные компоненты, да ещё в таких вычурных схемах, если можно всё сделать на копеечных?
Впрочем, здесь хозяин - барин... smile.gif

К тому же, мощные интегральные ОУ, работающие в линейном режиме имеют один врожденный порок- тепловая обратная связь с мощного выходного каскада на входной, что создает проблемы с устойчивостью при работе на реактивную нагрузку.С этим я сам сталкивался.Это имеет место и в обычных ОУ, по этой причине не рекомендуется нагружать до предела прецизионные ОУ, а если требуется получить достаточно большой ток- то применяется буфер на выходе.проблема эта решается полностью только в гибридных мощных ОУ, например, те же Apex, но когда посмотришь на их цену...

Цитата(Vldmr @ Feb 17 2007, 00:52) *
Опять не понял, почему транзисторы обязательно ВЧ? Объясните, пожалуйста

Они включены по схеме ОЭ, усиление больше единицы. Для обеспечения запаса по фазе вых. каскада и схемы в целом, и таким образом, её устойчивости. Stanislav упоминал, что эта схема- эскиз, рабочая должна содержать цепи частотной корркции, защиты выхода и т.п.
Stanislav
Цитата(Vldmr @ Feb 16 2007, 21:51) *
...Станислав, к вам ещё вопрос. Почему ОУ должен иметь высокую частоту ед. усилиния, если усиливать в этой схеме он должен НЧ сигнал?..
Для обеспечения низких динамических искажений сигнала (низкого уровня гармоник). В принципе, для можно взять опер с частотой единичного усиления и порядка 10 МГц (хотя, это и нежелательно), задав начальный ток через выходной каскад (он регулируется резисторами в эмиттерах и базах выходных транзисторов). Я же, в целях повышения КПД усилителя и меньшего нагрева вых. транзисторов, предлагаю выбрать режим с нулевым (или очень малым) током покоя вых. каскада.
Цитата(Vldmr @ Feb 16 2007, 21:51) *
...Каким образом ёмкость Cоу влияет на нелинейные искажения?
Во-первых, через неё передаётся сигнал с выхода опера в выходную цепь, когда вых. транзисторы ещё "не включились" (извините за не совсем точную терминологию). Это называется прямой связью.
Во-вторых, через неё создаётся частотно-зависимая ОС по выходному напряжению. Проследите, например, путь высокочастотных токов (токов ошибки!) через эту ёмкость, когда один из транзисторов уже "потянул". Эта ОС также способствует уменьшению нелинейных искажений и часто избавляет от необходимости какой-либо дополнительной коррекции.
Цитата(Vldmr @ Feb 16 2007, 21:51) *
...Почему у ОУ должно быть низкое выходное сопротивление, ведь резисторы, через которые проходит ток питания ОУ, по номиналу заведомо больше выходного сопротивления ОУ?
Именно по причине "во-вторых". Чтобы напряжение выхода ОУ незамедлительно влияло на ток его питания, и обеспечивало ОС по высокой частоте в выходном каскаде (прикольно, но эта ОС для выходного каскада будет являться местной, хоть она будет проходить через потроха ОУ и транзисторы в его питании, которые в этом случае совокупно будут служить просто "проводом" smile.gif ). Rail-to-rail ОУ же имеет выход с высоким вых. сопротивлением (местная ОС по ВЧ вых. каскада усилителя в этом случае будет разомкнута), поэтому, придётся крючить дополнительные корректирующие цепи.
Не думайте, что в этой схеме всё сложно. Хотя, если разбираться досканально, и очень уж простой её не назовёшь. Попробуйте сначала прикинуть, что к чему, самостоятельно, нарисовать схему из доступных Вам компонентов, а потом обещаю помочь в расчёте её параметров. smile.gif
Stanislav
Цитата(Vldmr @ Feb 16 2007, 22:52) *
Опять не понял, почему транзисторы обязательно ВЧ? Объясните, пожалуйста
Качество регулирования системы с ОС (а усилитель - это не что иное, как регулятор) определяется временем реакции в петле регулирования. Удивительно, но этого не знают даже многие мэтры...
Для уменьшения задержки по петле регулирования очень желательно использовать компоненты с наименьшим временем отклика (то бишь, ВЧ), т к Ваша система должна иметь довольно высокую "верхнюю" частоту, и хороший запас по фазе в рабочей полосе, о чём и сказал Designer56.
Это имеет одну цель: уменьшить искажения при одновременной минимизации потребления схемы.
Желательно, конечно, подобрать комплементарные транзисторы вых. каскада, но если этого сделать не удалось - не беда. "Хороший" ОУ способен исправить недостатки.
Кстати, были такие транзисторы, по-моему, КТ626, p-n-p, юзал в подобных приложениях. Кажись, и комплемент к ним был...
ЗЫ. Усилитель нужно собирать компактно, без всяких "соплей". Радиаторы, если правильно всё рассчитать, будут не нужны (импеданс источника на верхней частоте рабочего диапазона будет порядка 16 кОм). Правда, если система ответственная, рекомендую выбрать не менне, чем двукратный запас по допустимой мощности, и как уже советовал уважаемый Designer56, предусмотреть защиту выхода ОУ по напряжению, а также вых. каскада по току.
Vldmr
Спасибо, Станислав! С такими элементами хотя бы 10 кГц синусоиду можно усиливать?
Stanislav
Цитата(Designer56 @ Feb 16 2007, 22:35) *
КТ504, КТ505 хорошо подходят
Для 100 кГц? Я бы выбрал что-нить поВЧовее. smile.gif

2 Vldmr
Почему 10? Вы же говорили о 100 кГц. Будет работать, конечно, и на 10, и на 100...
Для 10 кГц, безусловно, пойдут и транзисторы, предложенные Designer56.

PS. Щас интернет у меня - гроб, параметры транзисторов, приведённых Вами на схеме, найти не могу. Посмотрю в справочниках...
Но, мне кажется, лучше всё-таки взять что-нить типа КТ6хх или КТ9хх.

PPS. Простите, сразу не обратил внимания. У Вас напряжение питания +-125 В, следовательно, Вам нужен размах не 150, а 250В? Схема, приведённая мной, даёт полный размах выходного напряжения практически от -Uп до +Uп.
Vldmr
Цитата(Stanislav @ Feb 16 2007, 23:59) *
PPS. Простите, сразу не обратил внимания. У Вас напряжение питания +-125 В, следовательно, Вам нужен размах не 150, а 250В? Схема, приведённая мной, даёт полный размах выходного напряжения практически от -Uп до +Uп.

Ой, простите, ошибся. Нужен размах 250В. Про нужную полосу частот:
Понимаете, усилителем предпологается усиливать синусоидальный сигнал с синхронного детектора. Предельная частота детектора - 100кГц, реально измерения будут проводиться до 10кГц. Неплохо было бы иметь усилитель во всей его полосе частот синхронного детектора, мало ли что ещё когда-нибудь измерять понадобится. Но если такой усилитель потребует существенно большего труда, то можно обойтись и полосой в 10 кГц.

Огромное вам спасибо! Вот характеристики транзисторов:
http://www.chipinfo.ru/dsheets/transistors/1850.html
http://www.chipinfo.ru/dsheets/transistors/1851.html
Stanislav
КТ626, который я привёл, не годится - слишком мало допустимое напряжение КЭ.
Порывшись в справочниках, нашёл подходящую комплементарную пару отечественных транзисторов для выходного каскада: КТ6104А+КТ6105А. По-моему, то, что надо. Если потребуется увеличение вых. мощности усилителя, можно их "мордой" уткнуть в полигон на плате, через теплопроводную пасту, прижав проволочной петелькой (для лучшего теплоотвода). Площадь печатного теплоотвода - порядка 3-4 см^2.
Stanislav
Цитата(Vldmr @ Feb 17 2007, 01:07) *
Эти, по-моему, черещщур мощные. biggrin.gif
Давайте посчитаем. Модуль сопротивление нагрузки 100 пФ на частоте 100 кГц примерно равен 16 кОм. Эффективное значение напряжения на ней составит 250/(2*sqrt(2))=88 (В). Эффективный ток выхода усилителя будет примерно 5,5 мА (всего-то). Мощность, рассеиваемая выходными транзисторами, будет составлять сотни милливатт (считать лень), так что особо париться не нужно. smile.gif
deemon
Цитата(Stanislav @ Feb 16 2007, 17:11) *
Берём какой-нить ОУ, напр. AD8610 (навскидку), обеспечиваем ему питание, скажем, +-10В и считаем:
- исходя из максимального тока потребления, резисторы в коллекторах надо выбрать примерно 150 Ом;
- сопротивление нагрузки ОУ выбираем порядка 50-100 Ом;
- макс. выходной ток усилителя получится порядка нескольких (2-5) ампер.
Не забывайте при этом, что выходными транзисторами усиливается не только напряжение, но и ток.
В чём же Вы видите ограничение? blink.gif



Тут такая ситуация - если мы выходные транзисторы загоним в линейный режим , например , сделаем токовые зеркала , то ток потребления ОУ будет создавать ток покоя этих транзисторов . Если ток ОУ - 3 ма ( максимальный ток - 15 ма ) , а токовые зеркала усиливают ток в 20 раз ( для примера ) , то ток покоя выходного каскада будет 60 ма . А максимальный ток выхода будет 300 ма . Маловато . Причём , этот ток покоя просто зря греет транзисторы , пользы от него никакой sad.gif
Другой вариант - выходные транзисторы работают с нулевым током покоя , то есть в базах стоят маленькие резисторы . Тогда эта проблема снимается , но появляется другая - ступенька . При малых сигналах выходные транзисторы закрыты . На НЧ это не страшно - ООС отработает , но на ВЧ будут расти искажения , это не есть хорошо .
Если же мы хотим слегка приоткрыть выходные транзисторы , подбирая резисторы в базах , то искажения падают , но появляется новая проблема , теперь уже с термостабильностью . Периодически в усилителе будут гореть транзисторы . И вот эту проблему решить уже никак не удаётся .... sad.gif
Так что моё мнение - такая схема хороша , если мы хотим умощнить какой-нибудь ОУ , чтобы сделать из него что-то типа драйвера для мотора , или дешёвый УНЧ , но там где нужно высокое качество - лучше эту схему не применять - геморроя будет больше , чем пользы ...................................
Stanislav
Цитата(deemon @ Feb 17 2007, 11:59) *
Тут такая ситуация - если мы выходные транзисторы загоним в линейный режим , например , сделаем токовые зеркала , то ток потребления ОУ будет создавать ток покоя этих транзисторов . Если ток ОУ - 3 ма ( максимальный ток - 15 ма ) , а токовые зеркала усиливают ток в 20 раз ( для примера ) , то ток покоя выходного каскада будет 60 ма . А максимальный ток выхода будет 300 ма . Маловато . Причём , этот ток покоя просто зря греет транзисторы , пользы от него никакой.
Простите, а где Вы увидели на обсуждаемом эскизе токовые зеркала?
И почему 300 мА - маловато? Я же посчитал эффективное значение требуемого тока на 100 кГц: 5,5 мА. Если хотите узнать пиковое - умножьте эту величину на sqrt(2). smile.gif

Цитата(deemon @ Feb 17 2007, 11:59) *
...Другой вариант - выходные транзисторы работают с нулевым током покоя , то есть в базах стоят маленькие резисторы . Тогда эта проблема снимается , но появляется другая - ступенька . При малых сигналах выходные транзисторы закрыты . На НЧ это не страшно - ООС отработает , но на ВЧ будут расти искажения , это не есть хорошо...
Искажения будут на любых частотах. Но, следуя приведённым выше рекомендациям, нелинейные искажения на 100 кГц можно сделать меньшими 1%, что здесь и требуется, и что я специально уточнил, перед обнародованием эскиза схемы.

Цитата(deemon @ Feb 17 2007, 11:59) *
...Так что моё мнение - такая схема хороша , если мы хотим умощнить какой-нибудь ОУ , чтобы сделать из него что-то типа драйвера для мотора , или дешёвый УНЧ , но там где нужно высокое качество - лучше эту схему не применять - геморроя будет больше , чем пользы.
Не понял, в чём всё-таки Вы видите геморрой? Я придерживаюсь диаметрально противоположной точки зрения.
VXDRV
Для настройки тока покоя усилителя есть идея параллельного включения подстроечного резистора к выводам питания ОУ.
Stanislav
Цитата(VXDRV @ Feb 17 2007, 13:22) *
Для настройки тока покоя усилителя есть идея параллельного включения подстроечного резистора к выводам питания ОУ.
Для очень мало потребляющих ОУ можно, конечно, и так сделать. Правда, лишнее потребление, по-моему, ни к чему.
А ток покоя всё равно останется нестабильным. Поэтому я и предлагаю обойтись вовсе без него. smile.gif
jam
Н а мой взгляд годится обыкновенный полевик с резистором на HV, ну а с делителя на ОУ в обратную связь.
Конешно грется будет , но не сильно. Не всякий ОУ годится, я пробывал op284 - делал таким образом регулятор напряжения на 300 вольт. Пришлось подбирать конденсатор в цепи ОС.
deemon
2Stanislav
Я не на эскизе увидел , а просто рассматривал варианты . Там если изменять резисторы , можно получить любой режим работы , в том числе и линейный вариант , похожий на токовое зеркало .
Насчёт искажений - так я же описал причину их появления . Боюсь , что 1% там не отделаешься . Надо добавить ещё , что кроме ступеньки будут ещё искажения из-за нелинейной ёмкости коллекторного перехода . Выходные транзисторы - по схеме с ОЭ , и сигнал подаётся от источника тока , на частоте 100 кгц это немаловажно . Я бы применил либо эмиттерные повторители перед выходными транзисторами , либо каскод .
Stanislav
Цитата(deemon @ Feb 17 2007, 14:07) *
Насчёт искажений - так я же описал причину их появления.
Простите, но Вы не совсем хорошо разобрались в работе схемы.
В "классическом" усилителе ступенька возникает из-за разрыва петли ОС при отсутствии выходного тока. Здесь же разрыва петли не происходит (не забывайте про кондёр Соу), и "ступеньки" в классическом понимании не будет вовсе.
Цитата(deemon @ Feb 17 2007, 14:07) *
...Боюсь , что 1% там не отделаешься . Надо добавить ещё , что кроме ступеньки будут ещё искажения из-за нелинейной ёмкости коллекторного перехода.
Можно запросто сделать и 0,1% smile.gif .

Цитата(deemon @ Feb 17 2007, 14:07) *
...Выходные транзисторы - по схеме с ОЭ , и сигнал подаётся от источника тока , на частоте 100 кгц это немаловажно.
Неправильно. Это не источник тока - вых сопротивление задаётся небольшим по номиналу резистором в цепи базы вых. каскада. Тау входной цепи, вследствие этого, будет небольшим, если применить ВЧ транзисторы.
Цитата(deemon @ Feb 17 2007, 14:07) *
...Я бы применил либо эмиттерные повторители перед выходными транзисторами, либо каскод.
А зачем повторители, и, тем более, каскод? Транзисторы "слева" и так включены с общей базой.
Stanislav
Вот, изгалил ещё одну схему на токовых зеркалах, и вообще без ОУ. biggrin.gif
Представляю на суд публики. Критика - приветствуется.
Нажмите для просмотра прикрепленного файла
Приведены обозначения компонентов, относящихся только к верхнему плечу усилителя, т.к. схема абсолютно симметрична.
Думается, и в ней можно получить к-т нелинейных искажений гораздо менее 1% на 100 кГц. smile.gif
Ток покоя через вых. каскад выбирается небольшим - 1-2 мА, чтобы не греть сильно вых. транзисторы.
Ток покоя в предварительном каскаде можно выбрать в 5-10 раз меньшим.
Параллельно резистору R4 можно включить мелкий (пару пик) кондёрчик, для коррекции.
К-т усиления задаётся отношением R4/R3.
Если кого заинтересовала - могу помочь сделать расчёт.

PS. Всё-таки, эта схема, по-моему, может пригодиться только истинным любителям smile.gif. Схема с ОУ гимору создаст гораздо меньше, а повторяемость её - лучше.
jam
Могу посоветовать высоковольтые ОУ
3584 от TI или LH0004 от National

По поводу схемы с зеркалами - трудно оценить без моделирования , но возникает вопрос о стабильности тока в токовых зеркалах - а кроме того в такие схемы между зеркалами обычно ставят токозадающий транзистор , который вместе с сигналом "летает" вверх-вниз.
Трудно оценить и влияние ёмкости миллера - напряжения то большие, а соответственно и коэффициет умножения этой ёмкости очень большой - может оказаться что подходящих транзисторов просто не существует - или ёмкость велика или напряжение мало.....
СергейВ.
Stanislav
Цитата(jam @ Feb 17 2007, 16:05) *
Могу посоветовать высоковольтые ОУ
3584 от TI или LH0004 от National
И что, они +-125В питания выдержат?

Цитата(jam @ Feb 17 2007, 16:05) *
...По поводу схемы с зеркалами - трудно оценить без моделирования , но возникает вопрос о стабильности тока в токовых зеркалах - а кроме того в такие схемы между зеркалами обычно ставят токозадающий транзистор , который вместе с сигналом "летает" вверх-вниз.
Не понял, о каком токозадающем транзисторе речь? blink.gif
В данной схеме ток покоя через транзисторы Q1 и Q2 определяется отрицательным напряжением питания и резистором R5.
Нестабильность токов - это гимор, конечно. Между транзисторами Q2 и Q3 нужно обеспечить хороший тепловой контакт, иначе ток покоя вых. транзисторов поплывёт. Впрочем, увеличением номиналов резисторов R1 и R2 этот эффект можно значительно уменьшить.
Цитата(jam @ Feb 17 2007, 16:05) *
...Трудно оценить и влияние ёмкости миллера - напряжения то большие, а соответственно и коэффициет умножения этой ёмкости очень большой - может оказаться что подходящих транзисторов просто не существует - или ёмкость велика или напряжение мало...
Да, это верно. В предложенных мной транзисторах эта ёмкость гарантируется не более 15 пФ, что многовато для "зеркальной" схемы. Если она реально составляет пик 5 (в справочнике нет типовых значений), то транзисторы безусловно подойдут и для неё.
jam
Цитата(Stanislav @ Feb 17 2007, 17:09) *
Цитата(jam @ Feb 17 2007, 16:05) *
Могу посоветовать высоковольтые ОУ
3584 от TI или LH0004 от National
И что, они +-125В питания выдержат?

Из datasheet:
The 3584 operates over a wide power supply range =+150v and provides outputs up to 15ma....
The 3584 provides GBP of 20MHz(50MHz typical)...

Цитата(jam @ Feb 17 2007, 16:05) *
...По поводу схемы с зеркалами - трудно оценить без моделирования , но возникает вопрос о стабильности тока в токовых зеркалах - а кроме того в такие схемы между зеркалами обычно ставят токозадающий транзистор , который вместе с сигналом "летает" вверх-вниз.
Не понял, о каком токозадающем транзисторе речь? blink.gif
В данной схеме ток покоя через транзисторы Q1 и Q2 определяется отрицательным напряжением питания и резистором R5.
Видел такую схему: между двумя зеркалами на 350в стоял bc546 с какой-то обвязкой, мне кажется, что он работал в режиме пробоя!!!! (отрицательное динамическое сопротивление)- но тем не менее работала схема надёжно - она раскачивала маломощные полевички со сверхмалой ёмкостью в режиме повторителей, ну а те уже качали просто повторители с которых брался сигнал ОС.

Нестабильность токов - это гимор, конечно. Между транзисторами Q2 и Q3 нужно обеспечить хороший тепловой контакт, иначе ток покоя вых. транзисторов поплывёт. Впрочем, увеличением номиналов резисторов R1 и R2 этот эффект можно значительно уменьшить.

Видел подобную схему , насколько помню R2 был 10ом а R1 220, транзисторы bd130/bd140 ( хотя это всё по-памяти - скорей всего ошибся), она работала до 100кгц, но на +-50в. Транзисторы Q2 Q3 стояли на алюминивой полоске..
Найти хорошие pnp транзисторы на 450в может быть проблематично...
Если схема заводится - а это иногда бывает если что с нагрузкой не в порядке - то нужен 3ной запас по напряжению.

Цитата(jam @ Feb 17 2007, 16:05) *
...Трудно оценить и влияние ёмкости миллера - напряжения то большие, а соответственно и коэффициет умножения этой ёмкости очень большой - может оказаться что подходящих транзисторов просто не существует - или ёмкость велика или напряжение мало...
Да, это верно. В предложенных мной транзисторах эта ёмкость гарантируется не более 15 пФ, что многовато для "зеркальной" схемы. Если она реально составляет пик 5 (в справочнике нет типовых значений), то транзисторы безусловно подойдут и для неё.

На мой взгляд подобную схему можно осуществить на комплементарных полевиках с общим затвором, если ток
задавать операционником , например L2722 (это было лет 10 назад, сейчас можно найти что-нибудь получше)- по крайней мере у меня была задумка сделать так , но до реализации дело не дошло....

СергейВ.
Designer56
Цитата(Stanislav @ Feb 17 2007, 01:59) *
Цитата(Designer56 @ Feb 16 2007, 22:35) *

КТ504, КТ505 хорошо подходят
Для 100 кГц? Я бы выбрал что-нить поВЧовее. smile.gif


А куда больше? у КП505 граничная ч-та 30 МГц, а у 504-го- 56
Vldmr
3584 во-первых найти надо, во-вторых >200$ стоят!!! Дорого слишком!
jam
Цитата(Vldmr @ Feb 17 2007, 20:12) *
3584 во-первых найти надо, во-вторых >200$ стоят!!! Дорого слишком!

3584 есть в терраэлектронике , дорого, но если изделие штучное , то на мой взгляд это того стоит.
Если брать готорвый усилитель - в гугле piezo amplifier - обойдётся ещё больше.
Может можно что-нибудь попроще придумать, например поставить шп трансформатор?
СергейВ.
Designer56
Цитата(jam @ Feb 17 2007, 22:28) *
Цитата(Vldmr @ Feb 17 2007, 20:12) *

3584 во-первых найти надо, во-вторых >200$ стоят!!! Дорого слишком!

3584 есть в терраэлектронике , дорого, но если изделие штучное , то на мой взгляд это того стоит.
Если брать готорвый усилитель - в гугле piezo amplifier - обойдётся ещё больше.
Может можно что-нибудь попроще придумать, например поставить шп трансформатор?
СергейВ.

Проще сделать усилитель...заодно и опыт кое-какой появится- его не отнимешь потом
Stanislav
Цитата(jam @ Feb 17 2007, 18:24) *
На мой взгляд подобную схему можно осуществить на комплементарных полевиках с общим затвором, если ток
задавать операционником , например L2722...
Честно говоря не вижу никаких преимуществ в использовании полевиков вместо БТ в данной схеме. Кроме того, высоковольтные усилительные ПТ - больша-ая экзотика. smile.gif
Stanislav
Цитата(Designer56 @ Feb 17 2007, 19:50) *
Цитата(Stanislav @ Feb 17 2007, 01:59) *
Цитата(Designer56 @ Feb 16 2007, 22:35) *

КТ504, КТ505 хорошо подходят
Для 100 кГц? Я бы выбрал что-нить поВЧовее. smile.gif
А куда больше? у КП505 граничная ч-та 30 МГц, а у 504-го- 56
У себя в справочнике (Перельман Б.Л., Петухов В.М. "Новые транзисторы", М., Солон, 1996г) нашёл следующие характеристики предложенных Вами приборов:
- граничная частота к-та передачи тока при Uкб=10В, Iэ=50мА (ОЭ) - не менее 20 МГц;
- ёмкость коллекторного перехода при Uкб=10В, типовое значение - 16 пФ;
- ёмкость эмиттерного перехода при Uэб=0,5В, типовое значение - 600 пФ.
- обратный ток коллектора, при Uкб=Uкб макс - не более 100 мкА.

Транзисторы КТ6104 и КТ6105 имеют следующие характеристики:
- граничная частота к-та передачи тока при Uкб=5В, Iэ=50мА (ОЭ), типовое значение - 350 МГц;
- ёмкость коллекторного перехода при Uкб=5В, максимальное значение - 15 пФ (при Uкб=10В она будет раза в 2,5-3 меньше - прим. Stanislav);
- обратный ток коллектора, при Uкб=100В и +25град. С - не более 0,1 мкА; при +125град. С - не более 1 мкА.

Дело не только в граничных частотах, но и в междуэлектродных емкостях, и, в меньшей степени, в обратных токах.
По-моему, вторая пара транзисторов для автора темы подойдёт гораздо лучше.

Цитата(jam @ Feb 17 2007, 20:28) *
3584 есть в терраэлектронике , дорого, но если изделие штучное , то на мой взгляд это того стоит.
Если брать готорвый усилитель - в гугле piezo amplifier - обойдётся ещё больше.
Может можно что-нибудь попроще придумать, например поставить шп трансформатор?
СергейВ.
А не проще ли всё-таки сделать схему, предложенную мной?
Для просмотра полной версии этой страницы, пожалуйста, пройдите по ссылке.
Invision Power Board © 2001-2025 Invision Power Services, Inc.