Добрый день! (а если даже и не день...)
Необходимо построить 4-х разрядный 100МГц ЦАП на отечественной базе.
Отрывок схемы приведен в первом вложении.
Предпочтительно использовать транзисторы 2Т3129, у которых верхняя частота 200МГц. Проблема в том что при переключении возникает момент, когда один транзистор еще не закрылся, а другой уже открылся. Изза этого на выходе получается скачок напряжения. При низком сопротивлении в цепи коллектора, коллекторная емкость разряжается довольно быстро и этот скачок получается малым, его можно отфильтровать. Но изза ограничений по потребляемому току (до 20мА, 5В питание) я немогу ставить такие малые весовые сопротивления. А так ширина скачка становится соизмерима с шириной ступеньки и получается абракадабра на выходе. Шотка почемуто не спасает...

Как с такой проблемой борятся ЦАПостроители?

ЗЫ. Я понимаю что можно просто выбрать транзисторы на бОльшую частоту, с мЕньшим Ск. Но вот не нашел я таких в sot23 корпусе и с 5-й приемкой...

Вам нужно искать транзисторы не по признаку максимальной граничной частоты, а по минимальному времени выключения. Часто бывает, что ВЧ транзистор медленно выключается. Импульсные транзисторы специально спроектированы для этих целей с минимизацией времени рассасывания неосновных зарядов в базе.
П.С. : попробуйте построить схему на маломощных КМОП- для вашего случая, КП508.

Никак. Никто так транзисторы не включает.
И транзисторы Вам вообще не нужны.
Поставьте КМОП регистр, чтобы все сигналы переключались синхронно, и резисторный сумматор.

1. Рекомендую заменить ёмкость в базе на последовательную RC, то есть последовательно с кондёром включить небольшой резистор. Это выравняет время включения и выключения соседних транзисторов. Вообще, такая RC цепь лучше работает чем обычный кондёр. Она растягивает энергию конденсатора на весь переходной процесс.

2. Возможно. Сталкивался с тем, что PNP тразнисторы медленнее NPN. Провести эксперимент с NPN, немного изменив схему. Например делал push-pull драйвер на КТ9180 и КТ9181 и КТ9180 работал в намного медленней.

Вообще-то в биполярных ЦАПах используют дифференциальные ненасыщающиеся ключи с источниками тока в эмиттерах.

GetSmart, Designer56 - Благодарю за советы. Буду пробовать.

alexkok - использовать микросхемы немогу, потомучто на выходе нужно получать размах до 30В. Для этого на входе стоят дешифраторы ИД7 с инвертированными выходами, которые управляют 16-ю pnp транзисторами. Дешифраторы питаются от 5 вольт а на выходе получается 0 - 30В.

А что это будет %) ? Если не секрет конечно.

Не секрет. Я же сказал уже: 4-х разрядный 100МГц ЦАП. С размахом 0-30В на выходе.
А что Вы хотели услышать, если человек ориентируется только на отеч.базу...

А что в этом плохого? Если поискать, много чего хорошего найти можно. Тем более, задача не тривиальная. Прибор предполагается со спцприемкой, очевидно?

На открытых коллекторах честный линейный ЦАП не сделать. Получится нелинейщина какая-то.

Ну почему же? Автору ведь нужен 4-х битный, а не 24-х. При правильном выборе резисторов падение на них будет много меньше, чем падение на открытых транзисторах. половинка МР для 4-х бит это ~3%, величина вполне макроскопическая.

Так мы не изза бедности же у буржуев не покупаем. (а из принципа - поддержать отеч. производителя! )
Да, с приемкой. А среди импортных комплектующих наверное можно былобы найти готовый такой цапик, ну и операционник ему на выход для раскачки...

GetSmart, а сильно хорошая линейность и не требуется

Designer56, +1

Пускай хоть 2 бита. Не получится и всё Кто умеет - пусть промоделирует.

Дык сделайте на логике 5-вольт ЦАП, а потом его транзистором усильте.

Блин, извиняюсь. Я же совсем забыл что в схеме столько ключей, сколько значений у ЦАПа. И то что там стоит дешифратор для управления ими. Беру свои слова обратно.

И среди отечественных можно найти ЦАПик и высоковольтный ОУ- 1408УД1, правда, под 100 МГц он не потянет, или сделать таковой из обычного быстродействующего + усилитель напряжения, но в Вашем случае точность высокая не требуется, и на ключах получится. только топология влиять сильно будет.

Ну отчегоже - можно и так. Схема бы на порядок упростилась. Но боюсь что тяжко будет транзистору рабочую точку задавать. Возможно придется подбирать для каждого прибора. И нестабильность от температуры и других факторов появится... Но вообще я этот вариант еще не моделировал. Откинул почемуто сразу. Может и стоило бы попробовать...

Вам в любом случае со схемотехникой повозится придется несколько- 100 МГц, все-таки.

Кстати, тут может быть выгоднее сделать самому простенький высоковольтный ОУ на нескольких транзисторах с небольшим Ку в разомкнутом состоянии.

А все-же. Разьясните ребенку, почему не импорт?

Потому что низзя.
И есть такое понятие как ограничительный перечень МО
(Правда, если очень хочется и удастся убедить ПЗ, то можно и импорт. С последующей заменой на отечественные аналоги )

Ограничительный перечень МО корректируется?
Где они находятся и как осуществляют допуск тех или иных элементов в этот перечень и как не допускают? В том смысле - по какому критерию.

У Вас только на ИД7 такая разность задержек набежит, что никаких 4 разрядов на 100МГц Вы не получите. Работающий вариант только один - ЦАП + усилитель.

Это точно.
Более того, сама идея просто ужасна для 100 МГц ЦАП, пусть и малоразрядного.

Поддерживаю. Только регистр нужно брать шустрый и с мощным выходом. Из отечественных М/С подходят только серии К1554 (аналог AC) и К1594 (аналог АСТ). Правда, о возможностях микросхем работать на 100 МГц нужно обязательно справиться у производителя.
Например, 74ACT574, 74AC374 и 74ACT374 от Fairchild на 100 МГц работают.

Совершенно верно.
Я бы порекомендовал Waso, прежде чем "лепить горбатого", ознакомиться со схемотехникой быстродействующих Ц/А преобразователей (напр. 1118ПА1).

В высшей степени странная логика...

Просто кошмар какой-то...
Скажите, а зачем Вам нужны дешифраторы? И зачем 16 ключей, если для 4-битного ЦАП достоточно и 4-х?

Здесь не в элементной базе дело.
Задача простой только кажется, хотя и вполне разрешима. Только с таким подходом вряд ли что-нибудь хорошее получится...

Ещё раз соглашусь.
Причём усилок надо делать на "россыпи". Ничего сложного в этом нет. За основу можно взять схемотехнику видеоусилителей для управления катодами ЭЛТ.
Если интересно - могу изобразить, как примерно это надо делать.

Можно реализовать интегрально, официальный ОКР, с приемкой и соответствующими "танцами". 30В - без проблем для биполярного ОУ. Если надо - пишите письма... Только со стойкостью надо уточнить - от чего и сколько.
Если надо на рассыпухе, то однозначно ЦАП+усилитель. Городить на транзисторах - последнее дело....
Однако, прикидывали ли Вы потребление на 30В 100МГц? Нужна электростанция будет... :-) Какая-то нестандартная задачка. Может, озвучите? Тогда, возможно, Вам здесь что-то другое присоветуют. А то 4 бита как-то "убивают" мысль.

Усилитель вроде видео должон подойти, только с диапазоном выходного напряжения проблемы. Я тут моделировал усилок на BC847, BC856, BC817 и BC807 - при 100 МГц завал на 6 дБ, потребление на ХХ 5-6 мА, спад напряжения 10 нс(а нарастание - больше 100 нс(!)- видимо, из-за насыщения). Но меньше 2 вольт и больше 28 дает с трудом. Если взять транзисторы быстрее, завал АЧХ должен уменьшиться, а чтоб снизить мин. напряжение, надо минусовый источник, хоть на 3В.

Да строили ужо. Работают. А вот сумматор токов 2-4-8-16 мА с общей емкостью менее 3 пФ в точке суммирования на рассыпухе сделать - почти не реально. Если больше, то 1к х 3пФ = 3 нс. Умножить на 3 - уже меньше 100 МГц. Это одна из проблем. Вторая - 16мА х 30В = 480 мВт надо рассеять только для старшего разряда. Так как ОС не предусмотрены при таком решении, то параметры поплывут существенно. С ОУ такой проблемы нет. Тем более, что на него можно посадить радиатор.

Если денек эст, пожалуй, это лучшее решение.
И ЦАПик, надеюсь, интегральный сделать получится.
ОУ, наверное, и не понадобится. Нужен просто преобразователь код - напряжение. При 4-битном разрешении нет смысла заморачиваться по поводу высокой точности, а лучче озаботиться, как получить нужный размах напряжения на высокой частоте.
Када говорят про "буржуйские оперы", способные выдавать такое напряжение на частоте хотя бы 50 МГц и более, мне становится неполноценно. Ибо о таких операх слышать ранее не приходилось.
Такой ОУ городить нет смысла.

Можно на транзисторах сделать и ЦАП. Только для 4-бит с ними не стОит заморачиваться.
По поводу "горожения" усилителя на транзисторах вопрос предлагаю не обсуждать. Поскольку готового "опера" на это напряжение нет, а схема усилителя на транзисторах "последним делом", с моей точки зрения, считать просто неприлично (хотя бы даже ради собственной репутации).

Не нужна.
Нужна только аккуратность при проектировании печатной платы. Как ни странно, успех предприятия зависит в бОльшей степени от этого (если элементы выбраны адэкватные, ессно).

2 Waso
НЕ применяйте транзисторы КТ3102/КТ3130 или КТ3107/КТ3129. Они для использования в таких устройствах не годятся.
Применяйте нечто вроде КТ363 и КТ368.
И, пожалуйста, не пытайтесь повторить Вашу схему с этими приборами. Они её не спасут.

Мысль, достойная истинного мудреца.
Скажите, а почему, например, не 0,5-1-2-4 мА?

"Лишним" опыт никогда не бывает. Даже для мудрецов.

Достойно, коллега, нечего сказать.
Скажите, а что Вы подразумеваете под сопротивлением нагрузки? Нагрузку выхода 30-вольтового ЦАП, что ли?
И какой такой очевидный ток надо увеличивать?

Как это не реально?
Скажите, откуда взяты данные цифры?
И зачем делать сумматор обязательно с ёмкостью в 3 пФ?

Странные у Вас какие-то проблемы. Точнее, странный расчёт. Непонятно для чего произведённый...
Есть ЦАПы с токовым выходом. Которые нагружаются на виртуальное КЗ.
Кто мешает это реализовать здесь?

TAU = RC. Скажите, о каком R идёт речь?

А цифра 100 МГц это что????.Я бы сказал,что полное ничего .
Частота переключения?Тогда где время нарастания и спада?
Вообщето было бы желательно знать эти параметры, а частота переключения это не столь важно.

"Есть многое на свете, друг Горацио...."
Вот что я имел в виду. Если рассматривать реализацию на токовых ключах, то выход этих ключей будет представлять из себя точку соединения коллекторов (или стоков) и подключения нагрузки. Да, нагрузка может быть в виде токового зеркала с малыми значениями изменяемого потенциала. Потом преобразователь ток - выходное напряжение с размахом 30В.
Не так просто выполнить нагрузку (в токовом зеркале) с малым сопротивлением на транзисторной рассыпухе. Во-первых, потребуются какие-то "чудесные" транзисторы, а во-вторых, их надо будет подбирать (и не только по бетта) для получения разумной ошибки преобразования. Ну, допустим, это решаемо, и примерное эквивалентное сопротивление токовой нагрузки у нас 100 Ом.
Емкость коллектора одного транзистора, допустим, порядка 20 пФ. Итого, 20 х 4 = 80 пФ. Емкость монтажа накинем около 10 пФ.
90пФ х 100 Ом = 9 нс. Это для е раз. На установление прилично давать коэффициент 3. Итого, 27нс. Это соотв. полосе до ~ 30 МГц.

Конечно, к приведенным числам строго подходить до конкретизации элементной базы и "устаканивания" схемы нельзя. Просто видно, что это решение "на грани реализации".
В интегральном исполнении все немного проще благодаря минимизации паразитов. Никогда на рассыпухе не сделать лучше, чем интегрально.

Есть у меня один знакомый, который в давние времена, ради прикола, собрал 140УД1 на транзисторах КТ315. Результат оказался хуже оригинала, как он ни старался. Хотя, КТ315 имеют полосу примерно в 100-150 раз больше, чем этот ОУ.

Сделать ОУ на 100 МГц и выходом +- 15В не просто. Но, решаемо.
Лет 10 тому назад делал нечто подобное на дискретных компонентах (FM 30Вт предусилитель УМ трансивера). Вот уж намучался... В этом Wise прав, - сил и времени на такое нужно много. Да и деньгов тоже. Помню, транзисторы покупал для этой "балалайки" по 100 бяксов штучка. А уж сколько надо было терпения для разработки выходного балунного транса на коаксиалах - лучше умолчать..[b]
Кстати, выбор элементной базы для 100МГц решения на дискретных компонентах будет весьма ограничен. Это только кажется, что "есть все". На практике - либо почти ничего нет, либо стоит "как трактор" и надо заказывать и долго ждать.
ПС. Для справки. Аналог Девайсес для 100МГц аналоговых ИС использует технологию, по которой внутренние биполярные транзисторы имеют полосу усиления около 25ГГц. Едва хватает для 100 МГц.

По поводу нагрузки это просто шедевр.А почему вас обычный резистор не устраивает?

Слушайте, меня все устраивает. А вот вас почему нет? Кроме резистора ничего не использовали?

а зачем? у автора на схеме в нагрузка ввиде резистора.

Может вы и делали когда-нибудь 100МГц аналоговые схемы, не знаю. Но, реплики ваши за это не говорят. Либо потрудитесь мыслями изъясняться, либо не заставляйте читать "воду", плиз.

Попробую вас просветить,немножко.Сам по себе параметр 100МГц ни о чем хорошем или плохом не говорит.Можно переключаться на этой частоте,но возникает вопрос-а что будет на выходе переключалки?О чём вы явно не задумывались,а стоило бы.
На выходе можно получить всякую гадость.Дак вот для качественного определения гадости используются следующие параметры,о чём я надеюсь,вы знали,но просто забыли( в чём лично я сильно сомневаюсь).Дак о параметрах. Их всего 3 основных это время нарастания,время спада.время установления и до кучи 4-вч выброс.Если не лень посмотрите описания на цапы.В том или ином виде эти параметры присутствуют.Поэтому частота переключения не более чем информационный параметр.
О глупости -так это вы наверное про себя.Вас же предупреждали.

В чём проблема? Берутся пара-тройка СВЧ отечественных транзисторов и ... всё :-) Неужели никто не видел таковые?! Там ёмкости совсем не 20 пф, а в десяток раз меньше. Я тут в справочнике поглядел - полно. И цены недорогие оказались. Собсно даже в Хоровице-Хилле в третьем томе есть схемка УНЧ работающая на микротоках и там даются все обоснования того, почему именно СВЧ и всё всё всё. Кроме того, из классики - усилители с ОБ и каскодные. Просто усилить в 6 раз (с 5 вольт) нет никакой проблемы. Сложность только в температурной стабилизации. Как и указывал автор темы.

Переключение на частоте 100 МГц, собственно, вопросов не вызывает. Интереснее - усилитель аналогового сигнала на выходе этого ЦАП (с размахом 30В и т.д.).
Кстати, для реальной задачи разве обязательно, чтобы этот усилитель полосу до 100МГц держал? 50МГц было бы достаточно.

ЗЫ. Интересно, токовое зеркало на таких частотах работает? Например с 2-пф транзисторами.

Да не совсем просто.Прикиньте сами.Частота переключения 100 МГц.Если по минимуму то время 10нСек.
Фронт и спад обычно 10% от времени переключения.Те транзисторы должны обеспечивать время перключения порядка 1 нСек.И как бы не ругали Dezign(если ошибся прошу извинить) Кое в чем он возможно и прав.Нагрузка в 1 КОм может не позволить получить приличное время нарасттания

Тогда придётся делать push-pull и всёго делов.

Что-то вроде этого

а на вход что?

Данные с 4-бит регистра. На схеме R-2R ЦАП на резисторах.

У вас будет сильная зависимость от выходного напряжения регистра,но если это моп то на зависимость можно не обращать внимания
Однако регистр должен обладать нехилым быстродействием.У вас есть такой напримете?Кстати не с 4 а с 2

У меня нет. Но у автора похоже есть
И что такое 2? У автора изначально было 4 бита => 16 токовых ключей.

Эта схемка чуть лучше:

ещё одна схемка с токовым зеркалом: (тока по быстродействию возможно хуже)

да 4 я невнимательно прочитал.

Ваш оптимизм, можно сказать, похвален. Только, дело как раз в нюансах.
Но, это трудно объяснить тому, кто так уверен.
1. Что за дешифратор, которого у вас нет?
2. Что за транзисторы вы используете?
3. Каково будет отражение сигнала во входную цепь?
4. Что за ОУ?

Без ответов на эти вопросы, согласитесь, говорить о параметрах схемы нельзя вообще. Но, даже между Спайсом и реальным результатом на 100МГц может быть разница такая, что результат будет противоположен - много неопределенностей.

А разрядов у вас почему-то 3 в схеме с ОУ?
Какие номиналы резисторов R-2R?

Я не "так" уверен. Я предлагаю автору проверить. У меня даже 100 МГц осцилла нету Уверенность - половина успеха

Транзисторы пусть будут КТ3170 в SOT-23 (ёмкость 2пф), и КТ3165 (ёмкость 0.65 пф). Оба стоят около 10 рублей.

ОУ почти любой. Лишь бы рабочие диапазоны напряжений удовлетворял. Работает в низких частотах для подстройки напряжения Uбэ от температуры.

Разряды не дорисовал. Думал и так понятно. А номиналы вообще почти нигде не указаны. Может ещё ключи дать от квартиры где деньги лежат?

Вы тут предлагали кристалл разработать под это дело. Но сколько это займёт времени и денег? Только не надо сравнений. Поконкретней, плиз. Может сначала для пользы дела предложите подходящую схему? Или вы не по этой части, а поруководить?

Да, интересная темка... Принципиально задача, надеюсь, разрешима. Однако, дьявол, как известно, кроется в деталях...

Наверное, если бы и у меня бы не было, я бы тоже схемки предлагал.
Может, вместо R-2R матрицы и токовых зеркал нужно коаксиальный трансформатор с коэффициентами трансформации, соответствующим весам разрядов применять? В любом случае, нелегко будет автору...

А если так: (только вот инверсия ненароком получилась )

ЗЫ. будь у меня осцилл я бы ещё между базами и точкой суммирования RC-цепочки включил и поэкспериментировал.

ЗЗЫ. Если эту схему "перевернуть" и сделать на PNP КТ3165, то она будет давать не инверсный, а прямой выход, и управляться как у автора исходная схема, только не с дешифратора, а прямо с регистра. Где бы найти такой регистр с ОК?

КТ3165 30мВт мах h21e~25
те максимальный ток при питании 35В д.б. менее 1мА (запас 2 раза). Значит, для размаха 30В д.б. нагрузка более 1К. Суммарная емкость в точке выхода для отработки 100МГц ступени не д.б. более 3 пФ (из которых ~ 1 пФ -собственная емкость коллектора). Плюс емкость резистора нагрузки (не менее 2 пФ). Плюс емкость монтажа (ну, ладно, пусть тоже 2пФ). Итого, 5 пФ - не работает даже на себя, не говоря уже о выходной нагрузке. Транзистор НЕ ПОДХОДИТ.
Я это написал, чтобы проиллюстрировать ОДИН из нюансов.
Мне ключи от вашей квартиры никчему.

Я предлагал не вам. Да и предлагал обсудить такую возможность, а не кровью подписи ставить. Корректнее будьте, плиз.

КТ3165А h21э >=25 (реально может 100), Uкб = 40В, Iк = 30 мА, Pmax = 0,16Вт, Fгр = 750 МГц.
При нагрузке на резистор максимум выделяемой мощности приходится на половину напряжения, то есть ~16 вольт. Остальные 16 вольт на нагрузке 2к дадут 8 мА. На транзисторе выделится 0.13 Вт. Реально будет раза в 1.5 меньше, т.к. напряжение будет меняться, а в других положениях мощность намного меньше. То есть напряжение 35 вольт и нагрузка 2к вполне подходят.
Хорошо, прошу прощения. Но может таки огласите условия для изготовления кристалла. А то неясна альтернатива.

А по поводу считать номиналы - дык это самое последнее дело в разработке схемы.

ЗЫ. могу предложить ещё один транзистор - КТ3169А91, (BF569) 40В, 30мА, 900 МГц SOT-23 (22 рубля)

Да, на 100МГц при Fгр = 750 МГц, дай бог чтобы у него h21э до 10 дотятул.

Хотелось бы чтобы автор все таки озвучил необходимые точность и линейность.
От этого и надо плясать. Если низкие - десятые доли вольта - можно и на транзисторах.