Помощь - Поиск - Пользователи - Календарь
Полная версия этой страницы: Пиковый детектор
Форум разработчиков электроники ELECTRONIX.ru > Аналоговая и цифровая техника, прикладная электроника > Вопросы аналоговой техники
Страницы: 1, 2, 3
TheMad
Цитата(Stanislav @ Oct 10 2007, 21:34) *
Всё же рекомендую послушать советов. Они не от "балды". Точность заметно увеличится.
Кстати, а как Вы её оцениваете?
С 20К и замкнутым диодом переходные процессы снимали?

Здесь Вы ошибаетесь. Если интересно - поясню, почему именно.
Этот резистор значительно улучшит внутренние переходные процессы в ОУ, и, как результат, точность детектора.



Понимаю, что не "от балды" smile.gif. Точность оцениваю с помощью осциллографа тектроникс 2465. Делаю сигнальчик побольше - почти на весь экран и смотрю одним и тем же каналом что на входе и что на выходе.
Диодов никаких не замыкал.
А вот по поводу резистора - интересно было бы услышать почему. Вообще у меня выходное сопротивление источника сигнала достаточно велико (килоомы), поэтому в моем случае этого можно и не делать.
smk
Цитата
Вот схема, которая заработала.

А как разряжаете конденсатор?
Stanislav
Цитата(xemul @ Oct 10 2007, 21:46) *
имхо, для требуемого 1% дрейфа напряжения на С за 250 мкс емкость конденсатора завышена на пару порядков. Куда-то оно течет.
По-моему, порядок ёмкости выбран правильно. Нельзя забывать ещё и о коммутационном помехе (переносе заряда через ёмкость диода).


Цитата(xemul @ Oct 10 2007, 21:46) *
...Если исключить утечки по плате (а здесь очень может поспособствовать эквипотенциальное кольцо вокруг всех ног, подключенных к неинвертирующему входу ОУ УВХ, привязанное к его инвертирущему входу), остаются утечки самого С и диода. Со вторым можно бороться ограничением обратного напряжения на диоде (пара диодов и резисторов в обвязке ОУ детектора).
Это глубокое заблуждение. Обратный ток диода практически не зависит от приложенного запирающего напряжения, при условии, что это напряжение больше нескольких десятков милливольт.
Цитата(xemul @ Oct 10 2007, 21:46) *
Схемку набросаю дома, из конторы выгоняют.
По-моему такая схема всё-таки будет полезной, хотя бы для уменьшения переноса заряда с кондёра через диод. С нетерпением ждём. smile.gif



Цитата(TheMad @ Oct 10 2007, 22:12) *
Понимаю, что не "от балды" smile.gif . Точность оцениваю с помощью осциллографа тектроникс 2465. Делаю сигнальчик побольше - почти на весь экран и смотрю одним и тем же каналом что на входе и что на выходе.
И что, 3 мВ разницы видно? 07.gif
Цитата(TheMad @ Oct 10 2007, 22:12) *
Диодов никаких не замыкал.
А вот по поводу резистора - интересно было бы услышать почему. Вообще у меня выходное сопротивление источника сигнала достаточно велико (килоомы), поэтому в моем случае этого можно и не делать.
Напишу попозже...
Сейчас скажу только, что влияет не только самО сопротивление, но и комплексный импеданс источника и подводящих проводов.
TheMad
smk:
Транзистором, как на первых трех схемах.

Stanislav:
Да, при сигнале в 200-300мВ 3мВ разницы ощутимы вполне. Можно также нулевой уровень загнать за край экрана и ощутить меньшую разницуsmile.gif.
deemon
Цитата(Stanislav @ Oct 10 2007, 20:35) *
Дееемон, простите, но я писал уже, что не могу Вам объяснить элементарных вещей. Не из-за того, что я плохо умею объяснять, а совершенно по другим причинам.

Для меня очевидно, что токи через диоды D2 и D3 при таких шустрых ОУ будут практически одинаковыми. Через D3 - даже немного меньше, чем через D2, из-за резистора R1, что только усугубляет Вашу схему.

В этом смысл токового зеркала. Оно здесь не совсем классическое, поэтому нужно иметь определённую толику технической грамотности, чтобы рассмотреть его.

Поэтому, тау цепи будет определяться резистором R2, а не R1.

Для того же, чтобы советовать читать учебники, нужно хотя бы немного разбираться в предмете самому.



Нее , ну это уже абсолютная чушь ! a14.gif Нету тут никакого ТОКОВОГО ЗЕРКАЛА . И не было никогда . В конце концов , да посмотрите вы в интернете описание токового зеркала , чтобы не нести откровеный бред ! Да вот хотя бы тут -
http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A2%D0%BE%...%B0%D0%BB%D0%BE
И с какого бодуна токи в диодах D2 и D3 должны быть одинаковыми , если сопротивления в цепи там разные ? Есть же закон Ома , в конце концов .... его ещё никто не отменял smile.gif

Флуд удален. deemon высказывайтесь по теме топика и не переходите на личности! Мое терпение не безгранично.
Stanislav
Цитата(TheMad @ Oct 11 2007, 14:11) *
Stanislav:
Да, при сигнале в 200-300мВ 3мВ разницы ощутимы вполне. Можно также нулевой уровень загнать за край экрана и ощутить меньшую разницу smile.gif .
А на 5В как 3 мВ увидеть? Или это не надо?

Цитата(deemon @ Oct 11 2007, 14:20) *
Нее , ну это уже абсолютная чушь ! a14.gif Нету тут никакого ТОКОВОГО ЗЕРКАЛА . И не было никогда . В конце концов , да посмотрите вы в интернете описание токового зеркала , чтобы не нести откровеный бред ! Да вот хотя бы тут -
http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A2%D0%BE%...%B0%D0%BB%D0%BE
И с какого бодуна токи в диодах D2 и D3 должны быть одинаковыми , если сопротивления в цепи там разные ? Есть же закон Ома , в конце концов .... его ещё никто не отменял smile.gif

.
Уважаемый, ознакомьтесь с Правилами форума, прежде, чем писать следующий пост.
Если я ошибся, покажите, где именно.

ЗЫ. Предлагаю рассмотреть случай малых токов, ближе к концу заряда, чтобы не путаться.
TheMad
Stanislav:

Нет, 3мв при 5в разглядывать не надо.
deemon
Цитата(Stanislav @ Oct 11 2007, 14:49) *
Уважаемый, ознакомьтесь с Правилами форума, прежде, чем писать следующий пост.
Если я ошибся, покажите, где именно.


Так я же конкретно указал , ГДЕ и КАК вы ошиблись . Если в цепи стоят два диода и два разных сопротивления , то токи в этих цепях НЕ МОГУТ быть одинаковыми , это прямое следствие закона Ома .
Далее , токовым зеркалом называется вполне определённый класс схем , на это есть чёткое определение , даваемое в ЛЮБОМ учебнике по электронике . Моя схема не относится к этому классу схем , называть её так - это явная ОШИБКА .
Далее , вы ошиблись в определении постоянной времени заряда конденсатора , я вам на эту ошибку ещё ранее указал . Зачем повторяться ?
deemon
Вообще , насколько я понимаю - вы считаете выходной повторитель ИДЕАЛЬНЫМ . Я же рассматриваю случай , когда его запаздывание соизмеримо с постоянной времени заряда конденсатора , как это может быть в реальном скоростном пиковом детекторе . Только в этом случае данная схема имеет смысл , ибо с идеальным повторителем и вовсе проблем нет . С идеальным повторителем не нужно никаких извращений - достаточно применить обычную цепь ООС , как нарисовано в том же Хоровице-Хилле .
Далее , в случае квазистатического приближения , действительно , напряжение с выхода повторителя действует на цепь ООС и уменьшает скорость заряда конденсатора . Изначально я так и хотел , чтобы заряд вначале был быстрым , а потом , в верхней части экспоненты - замедлялся при подходе к точному значению , для устранения выброса . Но , что характерно , если схема в реальности будет слишком МЕДЛЕННО заряжать кондёр - никто не мешает нам её чуть изменить . Например - поставить диод D2 обычный , а D3 - Шоттки . Разница прямых напряжений между ними создаст дополнительное падение напряжения на резисторе R1 и увеличит ток заряда даже в статике . Или же , как вариант , можно поставить последовательно с D2 резистор , и регулируя его , добиться нужного тока заряда для конкретной величины ёмкости конденсатора . Как бы там ни было , окончательное решение по этой схеме можно принять лишь после её испытаний на практике , ибо строгий численный анализ тут затруднителен sad.gif
Stanislav
Цитата(deemon @ Oct 11 2007, 15:04) *
Так я же конкретно указал , ГДЕ и КАК вы ошиблись . Если в цепи стоят два диода и два разных сопротивления , то токи в этих цепях НЕ МОГУТ быть одинаковыми , это прямое следствие закона Ома .
Далее , токовым зеркалом называется вполне определённый класс схем , на это есть чёткое определение , даваемое в ЛЮБОМ учебнике по электронике . Моя схема не относится к этому классу схем , называть её так - это явная ОШИБКА .
Правильно, не относится. Но так уж вышло. smile.gif
Основной принцип "токового зеркала" - управление током p-n перехода падением напряжения на другом переходе.

В данном случае, имеет место быть именно это явление.
Для примера: возьмите входное напряжение 20 мВ и посчитайте ток, который будет течь в кондёр, а также время, за которое он зарядится от 0 до 17 мВ.
Единственное, что нужно было упомянуть - я рассматривал именно случай малых разностей напряжений, потому как Автору темы нужно фиксировать импульсы, начиная от десятков милливольт.
Ну, и ещё ошибся с величиной токов - в D3 он, в общем случае, будет больше, чем в D2.

Цитата(deemon @ Oct 11 2007, 15:04) *
Далее , вы ошиблись в определении постоянной времени заряда конденсатора , я вам на эту ошибку ещё ранее указал . Зачем повторяться ?
Для больших токов - согласен, погорячился. Но я рассматравал случай именно малых сигналов, и точности в 3 мВ. Вот и поясните, как Вы собираетесь её получить.

Цитата(deemon @ Oct 11 2007, 17:45) *
Вообще , насколько я понимаю - вы считаете выходной повторитель ИДЕАЛЬНЫМ . Я же рассматриваю случай , когда его запаздывание соизмеримо с постоянной времени заряда конденсатора , как это может быть в реальном скоростном пиковом детекторе .
Что-о? А это ещё почему?

Цитата(deemon @ Oct 11 2007, 17:45) *
Только в этом случае данная схема имеет смысл , ибо с идеальным повторителем и вовсе проблем нет . С идеальным повторителем не нужно никаких извращений - достаточно применить обычную цепь ООС , как нарисовано в том же Хоровице-Хилле .
Это абсолютно неверно. Даже при идеальном повторителе схема будет плохо- или даже неустойчивой, что будет приводить к большому выбросу перерегулирования.

Цитата(deemon @ Oct 11 2007, 17:45) *
...Далее , в случае квазистатического приближения , действительно , напряжение с выхода повторителя действует на цепь ООС и уменьшает скорость заряда конденсатора . Изначально я так и хотел , чтобы заряд вначале был быстрым , а потом , в верхней части экспоненты - замедлялся при подходе к точному значению , для устранения выброса .
Это делается именно так, как предлагаю я, а не так, как предлагаете Вы. У Вас, даже при идеальных диодах, тау цепи будет чересчур большим для условий задачи, что нетрудно показать на моделяторе.

Цитата(deemon @ Oct 11 2007, 17:45) *
...Но , что характерно , если схема в реальности будет слишком МЕДЛЕННО заряжать кондёр - никто не мешает нам её чуть изменить . Например - поставить диод D2 обычный , а D3 - Шоттки . Разница прямых напряжений между ними создаст дополнительное падение напряжения на резисторе R1 и увеличит ток заряда даже в статике . Или же , как вариант , можно поставить последовательно с D2 резистор , и регулируя его , добиться нужного тока заряда для конкретной величины ёмкости конденсатора . Как бы там ни было , окончательное решение по этой схеме можно принять лишь после её испытаний на практике , ибо строгий численный анализ тут затруднителен
Плохая мысль. Шоттку ставить нельзя - обратные токи большие. Кроме того, опять получите импульс перерегулирования, о котором я уже писал.
Предлагаю другую идею.:-)
Вместо диода D2 ставим последовательно 2, потом 3, и так до количества, при котором падение напряжения на них сравнится с напряжением питания. После этого цепочку выбрасываем за ненадобностью. biggrin.gif
deemon
Цитата(Stanislav @ Oct 11 2007, 18:16) *
Это абсолютно неверно. Даже при идеальном повторителе схема будет неустойчивой.


А вот это - совсем не факт , тут всё зависит от соотношения разных параметров ОУ и ёмкости конденсатора ! Причём , случай идеального повторителя равносилен схеме вообще БЕЗ повторителя . А схема , которую применял автор темы сначала - была БЕЗ повторителя и , заметьте , НЕ имела выброса , следовательно - была устойчива . Неустойчивость ( и как следствие - выброс ) появилась у неё после введения именно повторителя , как результат запаздывания в нём . Тут нет ничего странного . Очень часто бывает , что устойчивая схема начинает возбуждаться при введении относительно небольшого запаздывания ..........

Цитата(Stanislav @ Oct 11 2007, 18:16) *
Правильно, не относится. Но так уж вышло. smile.gif
Основной принцип "токового зеркала" - управление током p-n перехода падением напряжения на другом переходе.
В данном случае, имеет место быть именно это явление.


Если уж быть совсем точным , то токовое зеркало - есть ИСТОЧНИК ТОКА , управляемый другим током , причём током той же полярности , в этом суть дела . И дело тут даже не в переходах , так как есть токовые зеркала на мосфетах , у которых нет переходов . У нас же , согласен , есть два диода , ток одного влияет косвенно на ток другого ( через цепь ООС ) ..... но источника тока - нет ( ток у нас зависит ещё и от сопротивления цепи ) , поэтому нет и токового зеркала как СХЕМЫ .
Stanislav
Цитата(deemon @ Oct 11 2007, 19:28) *
А вот это - совсем не факт , тут всё зависит от соотношения разных параметров ОУ и ёмкости конденсатора ! Причём , случай идеального повторителя равносилен схеме вообще БЕЗ повторителя . А схема , которую применял автор темы сначала - была БЕЗ повторителя и , заметьте , НЕ имела выброса , следовательно - была устойчива .
Уверен, что автор темы слегка ошибся. smile.gif Переходные процессы он не снимал - наверное, в этом всё дело.
Я уже советовал посмотреть на осциллограммы данного ОУ при подключении выхода к ёмкостной нагрузке. 10 нФ примерно соответствуют границе устойчивости - декремент затухания переходного процесса очень мал. 3,3 нФ, несомненно, также приведут к значительному выбросу, который испортит всё измерение.
Введение резистора R1 в цепь заряда кондёра только усугубит всё дело - полюс отодвинется в область НЧ, в зону бОльшего усиления ОУ.

Цитата(deemon @ Oct 11 2007, 19:28) *
...Неустойчивость ( и как следствие - выброс ) появилась у неё после введения именно повторителя , как результат запаздывания в нём . Тут нет ничего странного . Очень часто бывает , что устойчивая схема начинает возбуждаться при введении относительно небольшого запаздывания ..........
Я не спорю с тем, что введение дополнительной задержки ухудшает устойчивость в данном случае, а говорю лишь о том, что она будет плохой и при идеальном повторителе. А лихое предположение о сравнимости времён задержек в цепи кондёра и в повторителе не выдерживает просто никакой критики.


Цитата(deemon @ Oct 11 2007, 19:28) *
...Если уж быть совсем точным , то токовое зеркало - есть ИСТОЧНИК ТОКА , управляемый другим током , причём током той же полярности , в этом суть дела . И дело тут даже не в переходах , так как есть токовые зеркала на мосфетах , у которых нет переходов . У нас же , согласен , есть два диода , ток одного влияет косвенно на ток другого ( через цепь ООС ) ..... но источника тока - нет ( ток у нас зависит ещё и от сопротивления цепи ) , поэтому нет и токового зеркала как СХЕМЫ .
Простите, Вы уже посчитали время установления? Или хотите, чтобы я это сделал за Вас?
Дело в том, что диод - это не просто ключ. Ток через него описывается соотношением I=I0*exp(U/kT).
Напряжение на цепочке D3R1, а, следовательно, и ток через неё, будет определяться падением напряжения на цепи D2R2. В этом смысле, первая из них и является источником зарядного тока кондёра.
Воспользуйтесь формулой, и посчитайте время установления напряжения от 0 до хотя бы 17 мВ при 20 входных. А потом продолжим. smile.gif


Цитата(TheMad @ Oct 10 2007, 22:12) *
...А вот по поводу резистора - интересно было бы услышать почему. Вообще у меня выходное сопротивление источника сигнала достаточно велико (килоомы), поэтому в моем случае этого можно и не делать.
Нужны уточнения.
1. Источник имеет чисто активный импеданс, или заметную реактивную составляющую?
2. Какова длина проводов от источника до детектора?

Перевод ОУ в режим класса А заданием начального тока в его выходной каскад благотворно сказывается на форме переходных процессов.
TheMad
2Stanislav:
Источник сигнала имеет активное выходное сопротивление, около килоома. Подключен кусочком рк-50-2-11 длиной около метра с соответствующими разъемами. Никакого согласования нет, при таких расстояниях и длительностях форма импульса не искажается с достаточной для практики точностью.
deemon
Цитата(Stanislav @ Oct 11 2007, 20:12) *
Простите, Вы уже посчитали время установления? Или хотите, чтобы я это сделал за Вас?
Дело в том, что диод - это не просто ключ. Ток через него описывается соотношением I=I0*exp(U/kT).
Напряжение на цепочке D3R1, а, следовательно, и ток через неё, будет определяться падением напряжения на цепи D2R2. В этом смысле, первая из них и является источником зарядного тока кондёра.
Воспользуйтесь формулой, и посчитайте время установления напряжения от 0 до хотя бы 17 мВ при 20 входных. А потом продолжим. smile.gif


Строго считать - чур меня ! smile.gif Там нелинейный дифур получается даже в квазистатическом приближении , ну его нафиг ..... smile.gif
Но приближённый анализ показывает , что при разнице между входным напряжением и выходным более некоего порога ( порядка 100-200 мв ) постоянная времени стремится к R1*C , а при меньших значениях - к R2*C . Таким образом и выходит , что схема очень быстро зарядит кондёр до некоего уровня , близкого ко входному напряжению , а потом заряд плавно замедлится , и мы медленно "подъезжаем" к точке назначения ....... позволит ли это получить необходимую точность в нашем случае ? Сразу сказать не могу , это зависит от разных обстоятельств ....... возможно , что и нет . Далее , как я мыслю , при реальной отладке этой схемы возникнет необходимость УМЕНЬШИТЬ этот самый порог , чтобы схема быстрее заряжала кондёр до нужной точности . Тут я склоняюсь к тому решению , про которое писал раньше - добавлению небольшого резистора последовательно с D2 , или же ещё одного диода . Падение напряжения на нём приведёт к более резкому открыванию D3 при малых напряжених на входе и соответственно - к более "шустрому" установлению выходного напряжения . Тут , короче , испытывать надо ....... будет время - я это дело проверю . Правда , точно таких ОУ у меня нет , есть похожие .... так что результат по времени установления будет несколько другим , понятное дело .

Цитата(Stanislav @ Oct 11 2007, 20:12) *
Перевод ОУ в режим класса А заданием начального тока в его выходной каскад благотворно сказывается на форме переходных процессов.


Кстати , этот фокус тут пользы не даст , ибо он в других случаях полезен . Перевод в класс А нужен для уменьшения искажений , возникающих от переключения выходных транзисторов ОУ при усилении переменного тока . Так иногда делают , например , в звуковых усилителях . А у нас тут происходит только ЗАРЯД кондёра , а значит - внутри ОУ при этом будут работать транзисторы , подсоединённые к + питания . То есть - во время заряда переключения нет , а значит и класс А пользы не даст , ИМХО .
deemon
Цитата(Stanislav @ Oct 11 2007, 20:12) *
Воспользуйтесь формулой, и посчитайте время установления напряжения от 0 до хотя бы 17 мВ при 20 входных. А потом продолжим. smile.gif


Хотя , что-то я тут притормозился , гы-гы . При низких уровнях схема ведь не перейдёт в состояние с малой постоянной времени - нелинейность ещё не будет сказываться , так что постоянная будет порядка 7 мкс . А это при длительности импульса , например , в те же 7 мкс даст погрешность около 30% . А автору при 20 мв на входе нужно иметь погрешность не хуже 20% ....... Так что без доводки этот вариант на низких уровнях не прокатит sad.gif Испытывать надо сразу усовершенствованный вариант , это уж точно ........ С другой стороны , при размахе сигналов в несколько вольт - всё будет довольно симпатично и так .
Alexandr
Тему почистил от флуда и флейма.
deemon настоятельно прошу высказываться СТРОГО по существу вопроса. Еще раз перечитайте п. 2.1 (а,б) правил!

Надеюсь на продолжение конструктивного диалога.
Stanislav
Цитата(deemon @ Oct 11 2007, 21:23) *
Строго считать - чур меня ! smile.gif Там нелинейный дифур получается даже в квазистатическом приближении , ну его нафиг ..... smile.gif
Мне тоже лень, но, по прикидке, получится время порядка 10 мкС, что более, чем на порядок больше максимально допустимого (импульсы-то колоколообразные smile.gif ).

Цитата(deemon @ Oct 11 2007, 21:23) *
...Но приближённый анализ показывает , что при разнице между входным напряжением и выходным более некоего порога ( порядка 100-200 мв ) постоянная времени стремится к R1*C , а при меньших значениях - к R2*C .
Вот-вот, я про это и говорил. Неточность у меня только в том, что я изначально рассматривал малые сигналы (на больших проблемм, конечно, меньше во всех отношениях).

Цитата(deemon @ Oct 11 2007, 21:23) *
...Таким образом и выходит , что схема очень быстро зарядит кондёр до некоего уровня , близкого ко входному напряжению , а потом заряд плавно замедлится , и мы медленно "подъезжаем" к точке назначения ....... позволит ли это получить необходимую точность в нашем случае ? Сразу сказать не могу , это зависит от разных обстоятельств ....... возможно , что и нет . Далее , как я мыслю , при реальной отладке этой схемы возникнет необходимость УМЕНЬШИТЬ этот самый порог , чтобы схема быстрее заряжала кондёр до нужной точности . Тут я склоняюсь к тому решению , про которое писал раньше - добавлению небольшого резистора последовательно с D2 , или же ещё одного диода ...
smile.gif
Я писал уже - в этом случае получите выброс. Такая цепочка не решает проблемы устойчивости. А высокое качество фиксации пикового значения возможно только при соблюдении 2-х условий:
1. Высокая скорость перезаряда запоминающей ёмкости (которую Вы почему-то предлагаете ограничить диодом);
2. Общая петля ООС с хорошим демпфированием, при котором переходный процесс получается гладким и без выбросов.

Для коррекции же переходного процесса нужно использовать RC-цепочку с выхода левого ОУ на его инвертирующий вход (часто достаточно просто небольшого кондёра).


Цитата(deemon @ Oct 11 2007, 21:23) *
...Падение напряжения на нём приведёт к более резкому открыванию D3 при малых напряжених на входе и соответственно - к более "шустрому" установлению выходного напряжения . Тут , короче , испытывать надо ....... будет время - я это дело проверю . Правда , точно таких ОУ у меня нет , есть похожие .... так что результат по времени установления будет несколько другим , понятное дело .
Только rail-to-rail по выходу не берите, а то получится совсем плохо.


Цитата(deemon @ Oct 11 2007, 21:23) *
...Кстати , этот фокус тут пользы не даст , ибо он в других случаях полезен .
???
Цитата(deemon @ Oct 11 2007, 21:23) *
...Перевод в класс А нужен для уменьшения искажений , возникающих от переключения выходных транзисторов ОУ при усилении переменного тока . Так иногда делают , например , в звуковых усилителях . А у нас тут происходит только ЗАРЯД кондёра , а значит - внутри ОУ при этом будут работать транзисторы , подсоединённые к + питания . То есть - во время заряда переключения нет , а значит и класс А пользы не даст , ИМХО .
Это не так. Работа в классе А уменьшает задержку распространения сигнала со входа на выход ОУ и отодвигает полюс, образованный его выходным каскадом, в область ВЧ, что есть очень даже вери гут для данного применения.

Цитата(deemon @ Oct 11 2007, 23:03) *
Хотя , что-то я тут притормозился , гы-гы . При низких уровнях схема ведь не перейдёт в состояние с малой постоянной времени - нелинейность ещё не будет сказываться , так что постоянная будет порядка 7 мкс . А это при длительности импульса , например , в те же 7 мкс даст погрешность около 30% .
Нет, гораздо больше. Учтите форму импульсов.
Цитата(deemon @ Oct 11 2007, 23:03) *
...А автору при 20 мв на входе нужно иметь погрешность не хуже 20% .......
Даже 15%. smile.gif
Если учесть ещё перенос заряда и токи утечки - станет совсем грустно... sad.gif
Цитата(deemon @ Oct 11 2007, 23:03) *
...Так что без доводки этот вариант на низких уровнях не прокатит sad.gif Испытывать надо сразу усовершенствованный вариант , это уж точно ........ С другой стороны , при размахе сигналов в несколько вольт - всё будет довольно симпатично и так .
А так, как предложено мной, и как реализовано автором темы - всё равно лучше. ИМХО.

Цитата(TheMad @ Oct 11 2007, 21:15) *
2Stanislav:
Источник сигнала имеет активное выходное сопротивление, около килоома. Подключен кусочком рк-50-2-11 длиной около метра с соответствующими разъемами. Никакого согласования нет, при таких расстояниях и длительностях форма импульса не искажается с достаточной для практики точностью.
Я бы на Вашем месте резистор поставил обязательно. Хотя бы для того, чтобы избежать паразитных резонансов на ВЧ, а также уменьшить влияния ёмкости кабеля на работу схемы детектора.
Herz
Наверное, уже не актуально, но здесь наткнулся на любопытное решение. Может, кому идеи пригодятся.
Нажмите для просмотра прикрепленного файла
Stanislav
А в чём там цимес, я не понял?
По-моему, ещё один вариант не слишком удачной схемы пикового детектора. Если не так, поправьте. плиз.
Herz
Цитата(Stanislav @ Dec 4 2007, 22:59) *
А в чём там цимес, я не понял?
По-моему, ещё один вариант не слишком удачной схемы пикового детектора. Если не так, поправьте. плиз.

Да я и сам толком не понял, если честно. Но фишка типа в цена/качество.
Stanislav
Цитата(Herz @ Dec 5 2007, 01:06) *
Да я и сам толком не понял, если честно. Но фишка типа в цена/качество.
Типа, фирма гарантирует...
Между тем, нетрудно показать, что это вовсе не так.
pergunt
С вашего позволения подниму тему Пикового детектора еще раз.
Потребовалось сделать подобное устройство, но для быстрых сигналов. Частота входных сигналов до 10 МГц. Амплитуды до 5В. Т.е. нужен быстрый пиковый детектор.
Испытывалась традиционная схема (подобная у TheMad), со сбросом:
Операционники AD817 и/или AD8033.
Емкость хранящего конденсатора брал 120-330пф.
Диоды КД522, или КД512, или 1N4448.
Транзистор для ключа сброса или биполярный (КТ368), или полевой(КП303), или ключ ADG417.
Имею вполне приличную работу пик. детектора, но до частоты 2-2,5МГц.
Далее спад (или завал перед пиком) и пролезание части быстрого импульса входного сигнала.
Считаю что это из-за медленного ключа сброса?
И возможно диода ?
Может кто-то имеет идеи по построению пикового детектора для быстрых сигналов,
выскажитесь пожалуйста !
SIA
Цитата(pergunt @ Mar 25 2008, 18:15) *
С вашего позволения подниму тему Пикового детектора еще раз.
Потребовалось сделать подобное устройство, но для быстрых сигналов. Частота входных сигналов до 10 МГц. Амплитуды до 5В. Т.е. нужен быстрый пиковый детектор.
Испытывалась традиционная схема (подобная у TheMad), со сбросом:
Операционники AD817 и/или AD8033.
Емкость хранящего конденсатора брал 120-330пф.
Диоды КД522, или КД512, или 1N4448.
Транзистор для ключа сброса или биполярный (КТ368), или полевой(КП303), или ключ ADG417.
Имею вполне приличную работу пик. детектора, но до частоты 2-2,5МГц.
Далее спад (или завал перед пиком) и пролезание части быстрого импульса входного сигнала.
Считаю что это из-за медленного ключа сброса?
И возможно диода ?
Может кто-то имеет идеи по построению пикового детектора для быстрых сигналов,
выскажитесь пожалуйста !

Точные ВЧ пиковые детекторы строятся принципиально по-другому, обычно на основе однополярного ИТУН, заряжающего емкость (которая таким образом выполняет функцию формирования основного полюса петлевого усиления). ООС в свою очередь, берется с выхода простейшего (но очень быстрого) повторителя напряжения на емкости. Лучше всего это делать на кремнии (БМК), на "россыпи" паразитные параметры монтажа очень сильно портят характеристики - погрешности в единицы мВ на 5-В импульсе длиной всего 20-30 нс не видать, как ямщику горностаевой мантии..
В схеме на ОУ получается минимум 3 полюса передаточной функции, а это означает, что получить точный пиковый детектор (даже без учета паразитных индуктивностей монтажа и емкостей диодов) можно только для частот, как минимум, в десятки раз меньших, чем f1 ОУ.
pergunt
Меня не интересует в данном случае высокая точность - 10% устроит. Но я вижу ограничение по частоте в типовой схеме, при тех компонентах что я написал ранее. При этом полоса для АД8033 - 80MHz, скорость нарастания - 80V/us. А чтобы я не делал в схеме - получаю ограничение в пиковом детекторе с 2MHz.
Может есть еще идеи - где копать, чтобы улучшить работу хотя бы до 5 MHz?
khach
Цитата(pergunt @ Mar 27 2008, 11:04) *
Может есть еще идеи - где копать, чтобы улучшить работу хотя бы до 5 MHz?

В сторону дискретных транзисторов или сборок. На Intersilовских HFA3135 HFA3096 и иже с ними можно отдельные наносекунды ловить если собрать что-то типа аттача. Смотрите патенты US5381146 и те, которые на него ссылаются.
stells
Цитата(Евгений Николаев @ Oct 9 2007, 13:21) *
Давно уже (поэтому тонкостей не помню) видел схему: микросхема УВХ (Uin, EN, Uout) + компаратор (один вход на входной сигнал, другой на на Uout УВХ, а выход на EN УВХ и на IRQ МК).
Смысл был таков, что как только входной сигнал превышает значение, хранимое в УВХ, компаратор выдаёт сигнал захвата для УВХ и "дёргает" МК по прерыванию на очередной максимум. Далее МК оцифровывает (встроенным или внешним АЦП) и сравнивает с прошлым максимумом - если больше, то заменяет.

интересно, а почему никто не обратил внимание на это сообщение? казалось бы, чего уж проще? аналоговый ключ и компаратор
stells
в общем, упростил схему и требуется совет/критика...
мне необходимо измерить амплитуду импульсов длительностью 0,1-5мкс. с выхода предыдущего каскада импульсы поступают с полочкой около 1В, а максимальная амплитуда сигнала не превышает 5В. в схеме есть контроллер тини24:
Нажмите для просмотра прикрепленного файла
конденсатор заряжается от входного напряжения, включен встроенный компаратор (входы AIN0, AIN1). когда пик пройден, компаратор срабатывает и контроллер переходит к подпрограмме измерения напряжения на конденсаторе С1 (вход AIN1 подключается к АЦП контроллера). по окончании измерения вход AIN1 перенастраивается на выход, сбрасывает конденсатор и контроллер возвращается в исходное состояние.
для компенсации падения напряжения на диоде, последний применен двойной (BAV99) и контроллер периодически включается в режим измерения дифференциального напряжения на верхнем прямосмещенном диоде (входы AIN0 и ADC0). это напряжение, умноженное на два, учитывается при вычислении результата измерения амплитуды импульсов
Tanya
Цитата(stells @ Mar 12 2010, 14:19) *

Заряжаться конденсатор будет плохо.
stells
Цитата(Tanya @ Mar 12 2010, 14:48) *
Заряжаться конденсатор будет плохо.

ну почему же? диод с конденсатором - классическая схема детектора... есть другая проблема - этот детектор не будет регистрировать импульсы амплитудой меньшей, чем падение напряжения на 2-х диодах, компаратор просто не сработает... щас перерисую biggrin.gif
Tanya
Цитата(stells @ Mar 12 2010, 15:14) *
ну почему же? диод с конденсатором - классическая схема детектора... есть другая проблема - этот детектор не будет регистрировать импульсы амплитудой меньшей, чем падение напряжения на 2-х диодах, компаратор просто не сработает... щас перерисую biggrin.gif

Нет. Диод отличается от резистра. Можете посчитать ток от времени? Или в симуляторе...
stells
вот так вроде бы должно работать:
Нажмите для просмотра прикрепленного файла
диоды - BAW56 (пара с общим анодом), R1 обеспечивает запаздывание импульса по входу AIN1 и защиту от ложных срабатываний, в остальном все то же

Нажмите для просмотра прикрепленного файла
stells
добавил компаратор:
Нажмите для просмотра прикрепленного файла
в общем симулятор думает так же, как и я - должон работать детектор. а поскольку критики больше не поступает, то все так же считают? smile.gif
Herz
Да куда она денется? Если параметры импульсов не меняются в широких пределах, сойдёт. Погрешность Вы же сами можете оценить.
jam
какая ж тут критика, если Вы даже параметров не указали, желаемой точности, формы импульса, плавания нулевого уровня, шумовой полосы, отношения сигнал\шум. Может лучше взять конвеерный ацп? тогда уж наверняка...
stells
Цитата(Herz @ Mar 13 2010, 19:42) *
Если параметры импульсов не меняются в широких пределах, сойдёт

а какой параметр и за какие пределы должен выйти, чтобы не сошло? понятно, что если импульсы следуют с периодом меньшим, чем время преобразования АЦП, то будет пропуск
Цитата(jam @ Mar 13 2010, 20:24) *
какая ж тут критика, если Вы даже параметров не указали, желаемой точности, формы импульса, плавания нулевого уровня, шумовой полосы, отношения сигнал\шум. Может лучше взять конвеерный ацп? тогда уж наверняка...

АЦП может и наверняка, но меня в данном случае интересует преимущества/недостатки этого варианта и схемы с ОУ, которая рассматривалась выше для того сигнала, параметры которого я указал (1-4В, 0,1-5мкс). форма - можно сказать, что колокол (сигнал с выхода усилителя ФЭУ), точность - пусть будет 1%, дрейф нуля - будем считать, что 10-15мВ, отношение сигнал/шум - не хуже 40дБ
Herz
Цитата(stells @ Mar 14 2010, 09:55) *
а какой параметр и за какие пределы должен выйти, чтобы не сошло? понятно, что если импульсы следуют с периодом меньшим, чем время преобразования АЦП, то будет пропуск


Не только. Есть, например, ещё такая мелочь: чтобы компенсировать падение на диоде, ток через оба должен быть одинаковым. У Вас они практически всегда будут разными. Ещё и при изменении амплитуды импульсов разность эта будет меняться.
stells
Цитата(Herz @ Mar 14 2010, 13:05) *
Не только. Есть, например, ещё такая мелочь: чтобы компенсировать падение на диоде, ток через оба должен быть одинаковым. У Вас они практически всегда будут разными. Ещё и при изменении амплитуды импульсов разность эта будет меняться.

да, думал об этом... при заряде конденсатора ток через диод детектора уменьшается до 0, поэтому если ток через второй диод достаточно мал, то значения падений напряжения на обоих диодах должны приближаться (в 1% можно уложиться), т.е. измерение напряжения на втором диоде нужно проводить тогда, когда импульсов на входе нет. думается, что это можно учесть при программной обработке
jam
Цитата(stells @ Mar 14 2010, 10:55) *
форма - можно сказать, что колокол (сигнал с выхода усилителя ФЭУ), точность - пусть будет 1%, дрейф нуля - будем считать, что 10-15мВ, отношение сигнал/шум - не хуже 40дБ

В этом случае нужно заменить усилитель, колокол для фэу не нужен и можно стартовать ацп прямо по переднему фронту, а задний может быть очень длинным.

Недавно давелось делать подобное чудо : усилитель, формирователь, дискриминатор, пиковый детектор, ацп. Хотя можно сразу гнать с усилителя на ацп, пробывал -результат ничуть не хуже, но желание заказщика - закон...
stells
Цитата(jam @ Mar 14 2010, 17:55) *
В этом случае нужно заменить усилитель

заменить на что? вот такой импульс на выходе усилителя:
Нажмите для просмотра прикрепленного файла
Tanya
Цитата(stells @ Mar 14 2010, 18:11) *
заменить на что? вот такой импульс на выходе усилителя:

А интегратор с ключом на входе не подойдет?
jam
Цитата(stells @ Mar 14 2010, 18:11) *
заменить на что? вот такой импульс на выходе усилителя:
Нажмите для просмотра прикрепленного файла

Ага. Можно сделать усилитель с передним фронтом десятки наносекунд и задним сколько загрузка позволяет. Для того случая , что я делал загрузка была максимум 10кгц, а реально сотни герц и усилитель , что я туда поставил имел задний фронт 70мкс (т.е. пила). Спектр шума фэу ровный, поэтому формировка гауссом не даёт приемуществ в сигнал шуме. При таком раскладе можно существенно упростить схемотехнику.

Цитата(Tanya @ Mar 14 2010, 18:19) *
А интегратор с ключом на входе не подойдет?

И интегратор пойдёт, но можно сразу к усилителю подключить микроконтроллер со встроенным ацп, надо только усилитель заменить.
Herz
Цитата(stells @ Mar 14 2010, 16:16) *
да, думал об этом... при заряде конденсатора ток через диод детектора уменьшается до 0, поэтому если ток через второй диод достаточно мал, то значения падений напряжения на обоих диодах должны приближаться (в 1% можно уложиться), т.е. измерение напряжения на втором диоде нужно проводить тогда, когда импульсов на входе нет. думается, что это можно учесть при программной обработке

Когда импульса на входе нет, тока через диоды тоже нет. Соответственно, нет и падений напряжения. Или я не прав?
stells
Цитата(jam @ Mar 14 2010, 18:56) *
Можно сделать усилитель с передним фронтом десятки наносекунд и задним сколько загрузка позволяет. Для того случая , что я делал загрузка была максимум 10кгц, а реально сотни герц и усилитель , что я туда поставил имел задний фронт 70мкс (т.е. пила)

1.мне не совсем понятно, что будет измерять АЦП (в данном случае AVR), если на входе пила... у него конденсатор УВХ отключается от входа после начала преобразования?
2.как у Вас реализуется длинный задний фронт? за счет чего?
Цитата(Herz @ Mar 15 2010, 01:02) *
Когда импульса на входе нет, тока через диоды тоже нет. Соответственно, нет и падений напряжения. Или я не прав?

т.к. входное напряжение у меня с полочкой 1В, то ток через второй (вспомогательный) диод составляет примерно (1-0,7)/4700=60мкА, а падение напряжения на нем должно быть равно падению напряжения на диоде детектора в момент выключения (прохождения пика). использование сдвоенного диода позволяет программно учесть температурный дрейф

для малого сигнала вроде тоже работает (правда непонятно насколько идеально/неидеально симулируется диод). на входе 1В с импульсами 100мВ, красный луч - выход компаратора, сиреневый - сброс:
Нажмите для просмотра прикрепленного файла

Цитата(Tanya @ Mar 14 2010, 18:19) *
А интегратор с ключом на входе не подойдет?

это тоже вопрос... амплитуда импульса пропорциональна энергии фотонов (гамма-кванта), а вот интеграл?
jam
Цитата(stells @ Mar 15 2010, 09:50) *
1.мне не совсем понятно, что будет измерять АЦП (в данном случае AVR), если на входе пила... у него конденсатор УВХ отключается от входа после начала преобразования?
2.как у Вас реализуется длинный задний фронт? за счет чего?

1.Не знаю, какой ацп у авр, а у микрочипа он довольно быстро семплирует, только при конверсии резких переходов на входе не любит. Вот ещё дельфино есть. Измерять будет конечно напряжение, семплировать можно от встроенного компаратора , в пиках это где-то 150нс задержки плюс 150нс задержки на интерапт, если не полить.
2. За счёт конденсатора в цепи обратной связи.
Если длительность импульса не меняется от амплитуды , то и интеграл будет пропорционален , ну а если всё точно промерить, то окажется что и усилитель имеет нелинейность, которую неплохо бы таблицей в контроллере поправить.
stells
Цитата(jam @ Mar 15 2010, 10:37) *
1.Не знаю, какой ацп у авр, а у микрочипа он довольно быстро семплирует

частота преобразования АЦП у AVR не выше 200кГц (для 10-битного разрешения), в подпрограмму обработки прерывания он может входить до 8 тактов. в общем все получается довольно медленно, нужно сохранять амплитуду импульса
Цитата(jam @ Mar 15 2010, 10:37) *
2. За счёт конденсатора в цепи обратной связи.

так ведь интегрирование получается, передний фронт тоже затянется
Цитата(jam @ Mar 15 2010, 10:37) *
Если длительность импульса не меняется от амплитуды , то и интеграл будет пропорционален , ну а если всё точно промерить, то окажется что и усилитель имеет нелинейность, которую неплохо бы таблицей в контроллере поправить.

почему не меняется? я совершенно четко вижу на экране осциллографа, что чем выше амплитуда, тем больше длительность, но вот насколько сохраняется эта пропорциональность? видимо схемотехника вносит свою погрешность, хотя понятно, что она есть по-любому

PS: вообще цель следующая... сейчас радиометр работает в счетном режиме с некоторым настраиваемым порогом дискриминации. хочется сделать входной каскад более универсальным, чтобы можно было оценивать спектр. суперточность не нужна, в пределах 1%
jam
Цитата(stells @ Mar 15 2010, 10:54) *
частота преобразования АЦП у AVR не выше 200кГц (для 10-битного разрешения), в подпрограмму обработки прерывания он может входить до 8 тактов. в общем все получается довольно медленно, нужно сохранять амплитуду импульса

Что-то медленно совсем - у микрочипа 2Мгц у дельфина 12Мгц.
Цитата
так ведь интегрирование получается, передний фронт тоже затянется

Не факт.
Цитата
почему не меняется? я совершенно четко вижу на экране осциллографа, что чем выше амплитуда, тем больше длительность, но вот насколько сохраняется эта пропорциональность? видимо схемотехника вносит свою погрешность, хотя понятно, что она есть по-любому

По идее длительность менятся не должна, только амплитуда, если длительность меняется это плохой знак.
Цитата
PS: вообще цель следующая... сейчас радиометр работает в счетном режиме с некоторым настраиваемым порогом дискриминации. хочется сделать входной каскад более универсальным, чтобы можно было оценивать спектр. суперточность не нужна, в пределах 1%

Если затянуть задний фронт, то можно получить такую точность измеряя длительность импульса компаратора, правда не знаю, насколько это авру под силу.
stells
Цитата(jam @ Mar 15 2010, 11:18) *
можно получить такую точность измеряя длительность импульса компаратора, правда не знаю, насколько это авру под силу.

да, тоже вариант, есть захват таймера по прерыванию от компаратора
stells
немного откорректировал алгоритм работы схемы. сама схема такая:
Нажмите для просмотра прикрепленного файла
предварительный усилитель ФЭУ выполнен на 2-х транзисторах BC817. используется сейчас для регистрации гамма-квантов с порогом от 20кэВ и выше (счетный режим), только для анализа спектра от 20кэВ до 3МэВ (торий 2,62МэВ) снизил коэффициент усиления увеличением глубины ООС, питание однополярное 5В, постоянная составляющая на выходе 800мВ. шустрых ОУ Rail-to-rail по входу и выходу я все-равно не знаю, поэтому их нужно смещать, а значит добавится хороший источник опорного напряжения...
когда пик пройден, срабатывает компаратор (он и транзистор Т3 входят с состав контроллера), контроллер измеряет напряжение на конденсаторе С1, сбрасывает его и выходит из подпрограммы обработки прерывания от компаратора (временной интервал Т0-Т1).
в основном цикле (временной интервал Т1-Т2, когда импульсов нет) контроллер измеряет напряжение на конденсаторе и постоянную составляющую входного сигнала, вычисляет напряжение на диоде D2 детектора и хранит (с усреднением за N периодов для устранения шума) значения постоянной составляющей и падения на диоде, которые использует при вычислении амплитуды импульса. падение напряжения на диоде и напряжение на конденсаторе измеряются таким образом тогда, когда ток через диод равен 0. дифференциальный режим не использую, т.к. вход в него у AVR очень длинный (125мкс плюс первое преобразование ложное).
при вычислении амплитуды импульса к значению, измеренному на конденсаторе, добавляется падение напряжения на диоде и вычитается постоянная составляющая - весь дрейф устраняется
если в основном цикле приходит прерывание от компаратора, а АЦП не завершил преобразование, то результат такого преобразования считается ложным
в диапазоне входных напряжений от 800мВ до 4,2В при использовании в качестве ИОН напряжения питания контроллера и 10-битном разрешении, точность оцифровки амплитуды импульсов должна получиться не хуже 0,2%... вроде бы rolleyes.gif
jam
Цитата(stells @ Mar 15 2010, 15:44) *
, точность оцифровки амплитуды импульсов должна получиться не хуже 0,2%... вроде бы rolleyes.gif

Интересно узнать про сцинтилятор, тип фэу, коэфф. усиления фэу - если конечно не секрет. Фэу возможно надо термостатировать, сцинтилятор - в зависимости от типа, напряжение питания фэу стабилизировать. У меня без термостатирования получилось разрешение 2.5% на 1Мэв, плюс плавает от температуры. Но пока всё на полке валяется - руки не доходят.
stells
ФЭУ-85, СДН17.30.70, напряжение питания ФЭУ стабилизировано

в паспорте есть только энергетический эквивалент собственных шумов - не более 3кэВ
Для просмотра полной версии этой страницы, пожалуйста, пройдите по ссылке.
Invision Power Board © 2001-2025 Invision Power Services, Inc.