Помощь - Поиск - Пользователи - Календарь
Полная версия этой страницы: Как ускорить транзистор
Форум разработчиков электроники ELECTRONIX.ru > Аналоговая и цифровая техника, прикладная электроника > Вопросы аналоговой техники
Страницы: 1, 2, 3, 4
GetSmart
Цитата(zzzzzzzz @ Jul 20 2008, 20:30) *
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.

Ах вон оно как smile.gif Не резисторы, не схема вцелом, а именно транзистор НЕ ПОДХОДИТ. Продолжая ход мысли, чтобы транзистор подошёл он должен иметь ёмкость -1 пф, а лучше -2 пф smile.gif

Сильно сомневаюсь, что современные чип-резисторы имеют такие большие ёмкости. Да и монтаж можно сделать на 20 пф, а если захотеть, то и на доли пф.
Waso
Stanislav, Cхема конечно получилась монструозная... Но достоинство ее в том что в ключевом режиме транзистор работает надежно, без выкрутасов. (не влияет уход параметров от температуры, наводок и пр.) Можно обойтись вообще без транзисторов - повесить резисторы на выход регистра (на вход данные и поступают с КМОП регистра), но далее нужно ставить ОУ или транзисторов несколько каскадов с полосой куда шире чем 100МГц (для адекватной передачи ступеньки), что меня и остановило.
Все еще ищу литературу по схемотехнике быстродействующих ЦАПов. Если чем поделитесь - буду признателен.

zzzzzzzz, если что - напишем smile.gif Это по поводу ОКР. Но если это и будет - то только в далеком будущем.

Burner, так питание - не вопрос. Можно брать хоть 60 вольт. Я извиняюсь, ввел в заблуждение цифрами 0..30В. На самом деле размах 30В и плюс смещение определенное... Интересно посмотреть на схему.

Wise, спасибо за идею, посмотрю что получится из этого. (коммутируемые источники тока)

Okorok, непонимаю как это 50 МГц достаточно? 0_о Там надо хотябы пятьсот, чтоб ступеньку передать. И это минимум, допустимый с закрытыми глазами...

All, Евгений Германович, asdf, фронты - до 3нс, точность для каждой ступеньки +/-- 10% вверх и вниз. Высокочастотные выбросы допустимы.

GetSmart, отдельный низкий поклон за участие. Щас буду крутить/курить предложенные Вами варианты.


PS Мне еще почему усилительный каскад ненравится - в будущем будет заказ на подобную схему с заданным напряжением питания, скорее всего 12В. Ну и размах выходной там конечно будет поменьше. А пока это только первый этап ОКРа... Вот нужно до 30В размах для эксперимента, но зато питалово свое...

ЗЗЫ Господа-товарищи! Не ссорьтесь! У каждого свой опыт - что-то получалось, что-то нет...
GetSmart
Цитата(Waso)
Но достоинство ее в том что в ключевом режиме транзистор работает надежно, без выкрутасов. (не влияет уход параметров от температуры, наводок и пр.)
Хотите сделать в ключевом режиме? Тогда уберите диоды шоттки, к каждому ключу включите каскодный транзистор, все базы которых замкните к +30В, а питалово поднимите до +35. И желательно поменять транзисторы на те, которые я предложил. После этого схема будет намного быстрее.

ЗЫ. Непонятно только, чем смотреть сигнал? Малейшая ёмкость на выходе исказит его до неузнаваемости.
Можно пропустить через эмиттерный повторитель с нагрузкой раз в 5-10 большей.
Okorok
Цитата(Waso @ Jul 21 2008, 10:58) *
Okorok, непонимаю как это 50 МГц достаточно? 0_о Там надо хотябы пятьсот, чтоб ступеньку передать. И это минимум, допустимый с закрытыми глазами...
Если Вам нужна красивая ступенька размахом 30 В тактовой частоты 100 МГц, тогда действительно 500 МГц может оказаться мало. Но Вам эта ступенька вообще нужна?
Евгений Германович
3нСек до 30В скорость нарастания 10В/нСек=10.000.000.000 В/Сек Ну как ???
Кстати а нагрузка должна быть заземленной или нет.
То что вч выброс допустим-это естественно.Вопрос каким он должен быть?
Здесь нужны не токовые ключи а большие напряжения.
asdf
Цитата(Waso @ Jul 21 2008, 12:58) *
Burner, так питание - не вопрос. Можно брать хоть 60 вольт. Я извиняюсь, ввел в заблуждение цифрами 0..30В. На самом деле размах 30В и плюс смещение определенное... Интересно посмотреть на схему.
All, Евгений Германович, asdf, фронты - до 3нс, точность для каждой ступеньки +/-- 10% вверх и вниз. Высокочастотные выбросы допустимы.


Я тут набросал один вариантик для такого случая.
ОУ стабилизирует положение рабочей точки VT1 по постоянному току на уровне 5V.
Рабочие уровни Vx смещены 10...40V.
VT2,VT3 - возвращают их на уровень 0...30V и заодно термостабилизируют друг друга.
Rx - нагрузка генератора тока.
R1,R2,R3,R4 - матрица 1-2-4-8.
Сотношения величин Rx,R0,R1,R2,R3,R4 выбирают чтобы обеспечить следующие параметры:
R0 - положение верхней рабочей точки - 40V, код ЦАП = 1111.
А при полность включенной матрице R1,R2,R3,R4 - 10V, код ЦАП = 0000.
Матрица R5 - обеспечивает повышение точности и линейности, связанные с изменением тока базы VT1 -
(компенсирует зависимость тока базы от дифсопротивления КЭ).
Ток младшего разря да можно оценить по формуле i*dt=c*dU

Шаг dU=30/16~2V
Время переходного процесса 3нсек.
Емкость КЭ + монтаж - допустим 3пФ.
Откуда ток младшего разряда - 2мА - номинал резисторов матрицы R1,R2,R3,R4 - 5/2мА=2.5кОм.
На самом деле все хуже, тк проблема с транзисторами.
Наиболее подходящие 2Т916А, 2Т984 - далеко не СМД и емкость порядка 20пФ.
КТ9195А5 - емкость 3-4пики и бескорпусной, но нужно проверять.
Если будут вопросы - прокомментирую поподробней.
Waso
Okorok, да, нужна - спектр широкий нужен.

Евгений Германович, ужос... Но попробовать надо. Выброс - ну незнаю, таким, чтобы его легко можно было отфильтровать.

asdf, Токозадающая матрица - просто жэсть! Тут-то зачем дешифраторы с регистрами??
GetSmart
Цитата(asdf @ Jul 22 2008, 02:05) *
Если будут вопросы - прокомментирую поподробней.
У меня вопрос. При ёмкости коллектора 20 пикушек у выходного транзистора в токовом зеркале и токе зеркала 10 мА (2 зеркала = 20 мА = лимит однако) на какое напряжение перезарядится этот конденсатор за 3 нс? Ответ: dU = I*t/C == 1.5 вольта. Но это ещё не самое плохое. Самое плохое, что эта ёмкость умножится ещё грубо говоря на 10, т.к. потенциал на коллекторе плавающий. Так что эта схемка будет работать дай бог на частоте в 10 раз меньшей, чем надо.
Цитата(Waso)
asdf, Токозадающая матрица - просто жэсть! Тут-то зачем дешифраторы с регистрами??
Это что-то вроде корректировочных резисторов. Хотя зачем два дешифратора - непонятно.

Цитата(Waso)
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...
Если это было видно на осциллографе, то половина из этого могло быть искажением из-за подключения осцилла. Кстати, какая шоттка? Если BAT54, то у него ёмкость аж 10 пф. В дополнение к естественной ёмкости коллектора - слишком круто.

Waso, а чем будет управляться такой мега-ЦАП? Это КМОП-логика или что?
Waso
Два дешифратора - потомучто 16 выходных уровней, а одна микросхема дает только 8. Я так понимаю каждый резистор матрицы R5 нужно подбирать для обеспечения линейности. Это конечно круто, но для меня лишнее. А вот почему нельзя было обойтись двоично-взвешенной матрицей резюков R-2R вместо верхних двух регистров - нипайму! %)

GetSmart, на вход данные подаются с 1554ИР35. Видно было не на осцилле, а на пресловутом микрокапе покачто. А если в нем плохо получается - в реале еще хуже будет. Если хорошо - есть шанс что заработает. =))) Кстате у предложенных Вами схем таже проблема со скоростью переключения. Но это на кт3129, а на 3169 я еще модели не нашел sad.gif Еще курю каскодную схему по учебникам по вашему совету.
GetSmart
Цитата(GetSmart)
Хотите сделать в ключевом режиме? Тогда уберите диоды шоттки, к каждому ключу включите каскодный транзистор, все базы которых замкните к +30В, а питалово поднимите до +35. И желательно поменять транзисторы на те, которые я предложил. После этого схема будет намного быстрее
Тут я погорячился. Если в ключевом режиме базу резко (конденсатором) вырубить, то емкость коллектора не будет увеличиваться, эта проблема есть только в линейном режиме. Так чта каскодный транзистор не поможет. Единственное улучшение - поменять транзистор. Ну и ещё вместо шоттки что-нить придумать для защиты от насыщения. А вместо модели на КТ3169 можно взять BF569.
asdf
Цитата(GetSmart @ Jul 22 2008, 11:29) *
У меня вопрос. При ёмкости коллектора 20 пикушек у выходного транзистора в токовом зеркале и токе зеркала 10 мА (2 зеркала = 20 мА = лимит однако) на какое напряжение перезарядится этот конденсатор за 3 нс? Ответ: dU = I*t/C == 1.5 вольта.


Коллеги, забудьте о 20мА, Если такой ЦАП (по любой схеме и на рассыпухе) нормально заработает на 100МГц, то он жрать будет не менее десятка ватт.
Waso
Думаю насчет потребления можно будет договориться, раз иначе никак.
Евгений Германович
Цитата(Waso @ Jul 22 2008, 09:53) *
Okorok, да, нужна - спектр широкий нужен.

Евгений Германович, ужос... Но попробовать надо. Выброс - ну незнаю, таким, чтобы его легко можно было отфильтровать.

asdf, Токозадающая матрица - просто жэсть! Тут-то зачем дешифраторы с регистрами??

Можно про ужас поподробнее.
Burner
Нажмите для просмотра прикрепленного файла
На Q3 Q6 - генераторы тока, Q1, Q5 - дифкаскад, Q2, Q4 - двухтактный эмиттерный повторитель.

Схема VDAC - тоже неплохо, однако жрать будет больше.
Waso
Евгений Германович, ужос - это насчет скорости нарастания.

Burner, спасибо.
GetSmart
Вот самая простая и низкопотребляющая схема. ИМХО проще некуда smile.gif Транзисторы разумеется лучше всего КТ3169.
GetSmart
Цитата(Wise)
..Поскольку, логика все-таки, размещается внизу,
от неё должна быть схема смещения уровня, снизу вверх..
Да не обязательно. Можно точку +40 вольт на моей схеме сделать +5 вольт, GND TTL будет общей землёй, а 0 вольт (питание резистора нагрузки) сделать -35 вольт. Будет несимметричное питание, но ничего страшного.

Коллекторная ёмкость 20 пф - это много. 10 в самый раз. У четырёх транзисторов думаю меньше 4 пф будет. Плюс нагрузка - не знаю скока, но немного т.к. схема всё-таки "экономичная".

Хотя, есть идеи как ещё ускорить, но они на порядок сложнее этой схемы будут.

Цитата
Суммирующий резистор – около 75 Ом,
В этом проблема. Если увеличить ток транзисторов то КТ3169 уже не подойдут по мощности, а у других, более мощных, ёмкости на порядок больше.

Цитата
..Все-таки, для уменьшения выбросов, код должен быть унитарный.
То есть, не 4 ячейки, а 15 одинаковых..
То есть 15 коллекторов назамыкать? Чего-то как-то нереально smile.gif

Цитата
В каждый эмиттер добавить резистор постоянного смещения..
Внизу – «отцентровать», от дополнительного «минусового» источника..
Нарисуйте схемку. А то не понятно что это и зачем.
GetSmart
Цитата(Wise)
..Ну, задать небольшой постоянный ток в эмиттер каждого транзистора, например, на Вашем рисунке.
Чтобы, ток в этой схеме с общей базой не спадал до нуля, не хорошо это.. smile.gif
ИМХО в этой схеме без разницы. Это четыре быстродействующих (!) источника тока. Им до лампочки smile.gif Во всяком случае ни в одной умной книжке ничего касаемого этого не встречал.

Цитата
..В коде 1-2-4-8, допустим, «тройка» сменяется «четверкой».
«Четверка» уже включилась, а 1-2 «тройки» еще не выключились.
Имеем выброс до «семи». И так далее.
В униполярном коде каждая «дельта» всегда одинакова и равна, в данном случае, 1/15 от максимального размаха..
Кажется Вы не поняли схему. У неё нет ни эффекта Миллера, ни асимметрии тока заряда/разряда. Поэтому включаются и выключаются транзисторы одинаково быстро. Можно только скомпенсировать ёмкость эмиттера зашунтировав несколькими пикушками токозадающие резисторы. Вобщем проблемы, с которой столкнулся автор здесь нет.
GetSmart
Цитата(Wise)
В том и смысл – токовый источник – коллектор дифкаскада, приемник – эмиттер схемы с общей базой. На несколько коллекторов – один эмиттер.
А уже коллекторы схем с общей базой объединяем на суммирующем резисторе..
Хорошая идея. Мне чё-та она в голову не пришла smile.gif

ЗЫ. Читаешь, вот читаешь. Уже два-три поста прошло, а в предыдущих изменения и дополнения наблюдаются smile.gif

Цитата
P.S.
Вы нарисовали схему с общей базой. И только.
Если сдвигать логику вверх окажется нельзя, чем будете свои эмиттерные резисторы коммутировать? Ключом?
Ключ включится относительно быстро, выключаться будет долго..
И все на этом, с «быстродействующим источником тока»..
Это источник тока с общей базой (с) GetSmart smile.gif
Можно сдвинуть уровни, если так надо. Там ничего сложного. По постоянке и НЧ сдвигается транзисторами, а резкий ВЧ передать шунтирующим конденсатором почти не потеряв крутизну.
asdf
Цитата(Burner @ Jul 22 2008, 17:02) *
Нажмите для просмотра прикрепленного файла
На Q3 Q6 - генераторы тока, Q1, Q5 - дифкаскад, Q2, Q4 - двухтактный эмиттерный повторитель.


Я с Вами согласен, что ключи на дифкаскадах были ли бы оптимальным решением, но я не стал предлагать подобный вариант вот почему:
В прикрепленном файле - старые данные - замеры тока на 50-омной нагрузке на которую, через
npn транзистор, разряжается конденсатор 11пФ заряженный до 50В.
Нам нужны варианты помеченные - New.
Как видно фронт включения 3...5 нсек, при этом в базу вкачивается примерно 0.2А - т.е. коэфициент передачи ~5 - и это у СВЧ транзистора с коэффициентом передачи > 2 на частоте 1ГГц.
В общем я не вижу достойных претендентов на роль дифключей, особенно с 5-й приемкой.
А ставить мощные СВЧ - я думаю негуманно smile.gif . Поэтому и посчитал ключ с эммитерной коммутацией более предпочтительным.
Т.е. конечно, высокочастотные транзисторы типа BC847 будут работать, но с коэффициентом передачи
близким к 1 - в базе столько же сколько и в коллекторе. С точки зрения кратковременной точности - это пройдет, а вот если какой либо разряд будет установлен на время более одного такта, приведенный h21 будет расти и долговременная неточность у разряда может достигать 100%.
Для устранения этого эффекта все ключи в каждом такте придется выключать и включать по новой.
И общее потребление будет значительно больше, чем можно было бы ожидать.
Т.к. у Waso этап нира, то у него будет возможность поэкспериментироватьс разными транзисторами.

Цитата(GetSmart @ Jul 23 2008, 09:15) *
Вот самая простая и низкопотребляющая схема. ИМХО проще некуда smile.gif Транзисторы разумеется лучше всего КТ3169.

А теперь соедините все эммитеры, выбросте транзисторы VT2...VT4 и получите ключ с эммитерной коммутацией smile.gif . Только стабилизировать нужно не потенциал базы, а потенциал эммитера.
Alexandr
Почистил тему от флуда. Wise Вы получаете устное предупреждение за нарушение п.2.1а правил. Если позволите себе в дальнейшем оскорблять других форумчан приму более строгие меры.
GetSmart
Цитата(asdf)
Только стабилизировать нужно не потенциал базы, а потенциал эммитера.
А как его можно стабилизоровать со скоростью 5 нс хотя бы и током до 30 мА?
GetSmart
Цитата(asdf)
А теперь соедините все эммитеры, выбросте транзисторы VT2...VT4 и получите ключ с эммитерной коммутацией smile.gif . Только стабилизировать нужно не потенциал базы, а потенциал эммитера.
Стабилизировать нужно не потенциал базы, и даже не напряжение, а ток эмиттера smile.gif

Вот, короче. Лучше не придумал. Ёмкость коллектора уменьшилась в 4 раза. Ёмкость диодов 1.5 пф думаю будет тормозить заметно меньше, чем коллекторная. Можно ещё +5V TTL сделать больше на падение на базе и на диоде, с помощью опера, причём с термокомпенсацией. Тогда вообще будет cool stuff smile.gif
Stanislav
После некоторого перерыва, почитал тему. По-моему, флуда здесь развели достаточно, без предложений хоть чего-то конкретного (за исключением ув. GetSmart, asdf и Burner).
Начну с комментариев.

Цитата(zzzzzzzz @ Jul 20 2008, 10:00) *
"Есть многое на свете, друг Горацио...." smile.gif
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...
Да при чём здесь "токовое зеркало"?
Например, схема с ОБ решит проблемму ёмкости точки суммирования и малого сопротивления последующей цепи.

Цитата(zzzzzzzz @ Jul 20 2008, 10:00) *
...Ну, допустим, это решаемо, и примерное эквивалентное сопротивление токовой нагрузки у нас 100 Ом...
Зачем же сразу 100 Ом?
Входное сопротивление схемы с ОБ при токе эмиттера только в 1 мА составляет примерно 25 Ом. А при токе в 25 мА - 1 Ом (теоретически; в последнем случае нужно учесть объёмное сопротивление эмиттера - для маломощного транзюка это единицы Ом). Поэтому, нужно лишь предпринять меры для уменьшения ёмкости монтажа, на что я и пытался намекнуть ранее.

Цитата(zzzzzzzz @ Jul 20 2008, 10:00) *
...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.
Зачем использовать цифры, взятые "с потолка"?
Предлагаю подходить к задаче с другого конца.
Допустим, что для 100 МГц ЦАП достаточно времени установления переходного процесса в 10 нС (самые мягкие требования). Необходимая скорость нарастания выходного напряжения, следовательно, равна:
30В/10нС = 3000 В/мкс. Величина, для современных интегральных ОУ, вовсе не заоблачная. Более того, посмотрев новые опера, наткнулся-таки на такой, который, вроде бы, может выдавать 30 вольт на выходе на частоте в 50 МГц:
http://www.national.com/mpf/LM/LM7171.html
Советовать для применения такой не буду, поскольку заявленных характеристик не проверял, а перепад в 30 вольт является для такого ОУ предельным по напряжению. Но, возможно, кому-то такой дивайс окажется полезным. smile.gif

Цитата(zzzzzzzz @ Jul 20 2008, 10:00) *
Конечно, к приведенным числам строго подходить до конкретизации элементной базы и "устаканивания" схемы нельзя. Просто видно, что это решение "на грани реализации"...
Какое решение? 07.gif
Не было здесь пока что никакого решения...

Цитата(zzzzzzzz @ Jul 20 2008, 10:00) *
...В интегральном исполнении все немного проще благодаря минимизации паразитов. Никогда на рассыпухе не сделать лучше, чем интегрально...
Смысла спорить нет.
Интегральное решение данной задачи может выиграть в плане потребления и технологичности. Если конструкция подразумевается крупносерийной или массовой - то и по поводу цены можно договориться.
Но если речь идёт о десятках устройств - увы...

Цитата(zzzzzzzz @ Jul 20 2008, 10:00) *
...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.
Не правильно.
"Зря Вы не любите кошек. Вы просто не умеете их готовить". smile.gif
Скажите, что Вы подразумеваете под "полосой" транзистора КТ315?
Лично я получал на них стабильное усиление мощности (в генераторе) на частоте примерно 800 МГц (при 300 МГц граничной частоте к-та передачи тока - Ft).
А вот даже не слишком быстрые ОУ имеют в своём составе транзисторы, имеющие Ft порядка единиц - десятков гигагерц.

Цитата(zzzzzzzz @ Jul 20 2008, 10:00) *
...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...
А я и не говорю, что задача проста.
Более того, задача, которую пришлось решать Вам - на порядок проще. Потому, что Вам надо было сделать (узко)полосный усилитель. Здесь же речь идёт о видеоусилителе. Но, зато, мощность нужна небольшая.
Чтобы не превращать аппарат в "печку", как здесь говорят некоторые, нужно, повторюсь, уделить внимание не столько схемотехнике (она достаточно проста), сколько аккуратному технологическому исполнению конструкции, главная задача которой - минимизация монтажных ёмкостей в критических местах.

Цитата(zzzzzzzz @ Jul 20 2008, 10:00) *
...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.
Не знаю. Но я бы такой усилок сделал.
Ещё в студенческие годы делал активный пробник для осциллка с полосой пропускания 500 МГц и размахом выходного напряжения в 6 вольт. Из того, что было под рукой. Вроде, получилось.
Входная ёмкость такого пробника, кстати, оказалась равной половине междуэлектродной ёмкости резистора МЛТ-0,25. smile.gif Если интересно, схематику попробую вспомнить.

Цитата(zzzzzzzz @ Jul 20 2008, 10:00) *
...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.
Что такое "полоса усиления" в применении к транзистору? 07.gif

Цитата(Okorok @ Jul 20 2008, 12:15) *
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.
В, принципе, правильно.
Частота основной гармоники сигнала, передаваемого попеременными уровнями, например, +15 и -15 вольт с частотой 100 МГц, составит именно 50 МГц.
Такой частоте соответствует постоянная времени в 3 нС (если брать в терминах RC-цепочек).
Получить такое тау при питании именно в 30 вольт на россыпи крайне трудно. Поэтому, схема усилителя должна иметь в своём составе либо источники тока, либо питаться от значительно большего, чем 30 В, источника напряжения.

Цитата(GetSmart @ Jul 20 2008, 13:44) *
Что-то вроде этого
Не годится. Тормоза жуткие будут.

Цитата(GetSmart @ Jul 20 2008, 14:54) *
У меня нет. Но у автора похоже есть smile.gif
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)
Всё-таки, не то. Хотя, применение каскода оправдано.
Кроме того, схемы не совсем понятны (точнее, это некие куски схем).

Почему-то изображения к цитате не пристёгиваются...

Цитата(GetSmart @ Jul 20 2008, 17:22) *
А если так: (только вот инверсия ненароком получилась smile.gif )
А зачем транзисторы VT1-VT4? Лишние "тормоза"?

Цитата(Burner @ Jul 22 2008, 17:02) *
Нажмите для просмотра прикрепленного файла
На Q3 Q6 - генераторы тока, Q1, Q5 - дифкаскад, Q2, Q4 - двухтактный эмиттерный повторитель.

Схема VDAC - тоже неплохо, однако жрать будет больше.
Sucks.
Для данной задачи решение неприемлемо. Вряд ли удастся получить нужную скорость нарастания вых. напряжения, если не делать из усилка "печку".

Цитата(GetSmart @ Jul 23 2008, 09:15) *
Вот самая простая и низкопотребляющая схема. ИМХО проще некуда smile.gif Транзисторы разумеется лучше всего КТ3169.
Есть куда. smile.gif
Выбросьте транзисторы. wink.gif


Цитата(GetSmart @ Jul 23 2008, 21:24) *
Вот, короче. Лучше не придумал. Ёмкость коллектора уменьшилась в 4 раза...
То же самое. Только вместе с транзистором выбросьте и диоды...
asdf
Цитата(Stanislav @ Jul 24 2008, 00:02) *
http://www.national.com/mpf/LM/LM7171.html
Советовать для применения такой не буду, поскольку заявленных характеристик не проверял, а перепад в 30 вольт является для такого ОУ предельным по напряжению.

Мне кажется, вполне достойный дивайс, если Waso сможет обойти ограничитель, то имело бы смысл попробовать.
Stanislav
Пора, однако, перейти и к конструктивной части.
Схему 4-разрядного ЦАП с хорошей линейностью нужно делать примерно так:

Нажмите для просмотра прикрепленного файла
Сопротивление R нужно выбирать в районе 2-4 кОм, исходя из выходных характеристик применяемого дивайса. Которые обязательно нужно измерить.
Нагружать выход такого ЦАП лучче всего на малое сопротивление (виртуальное КЗ).
В любом случае, ёмкость цепи Out на землю и другие цепи нужно делать минимальной. Возможно применение резисторной сборки - "заборчика" (соббсно, ради этого номиналы резисторов унифицированы).
Повторюсь: о гарантированной возможности 1554ИР35 работать на 100 МГц нужно справляться у производителя.

2 Waso
Пожалуйста, посмотрите внимательно на схему этого ЦАПа и скажите, что в ней показалось неправильным/непонятным?
Как сделать для него усилитель, нарисую пожже. smile.gif

Цитата(asdf @ Jul 24 2008, 00:19) *
Мне кажется, вполне достойный дивайс, если Waso сможет обойти ограничитель, то имело бы смысл попробовать.
ХЗ. У него питание +/-15 В при 36 В абсолютно допустимой разности напряжений, а ещё запас нужен. Да и частота единичного усиления не слишком велика...
Как такой ОУ будет реагировать на "ступеньку" - тема для исследовательской работы. Даташит здесь вряд ли поможет.
asdf
Цитата(Stanislav @ Jul 24 2008, 00:58) *
ХЗ. У него питание +/-15 В при 36 В абсолютно допустимой разности напряжений, а ещё запас нужен. Да и частота единичного усиления не слишком велика...
Как такой ОУ будет реагировать на "ступеньку" - тема для исследовательской работы. Даташит здесь вряд ли поможет.


Он же нормирован на Av=2 при 3100V/mks,
а вот по питанию действительно загонять придется на предел - 36V.
Stanislav
Цитата(asdf @ Jul 24 2008, 01:09) *
Он же номирован на Av=2 при 3100V/mks,
а вот по питанию действительно загонять придется на предел - 36V.
Что значит "нормирован"?
Производитель лишь гарантирует устойчивость ОУ при Кос<0,5. На мой взгляд, вполне рационально, если учесть его "высоковольтность" - опер, скорее всего, будет использоваться с приличным усилением.
Однако, мы отклонились от темы. Её автору даже такой ОУ не подходит, о чём он сообщил ранее.
asdf
Цитата(Stanislav @ Jul 24 2008, 01:15) *
Что значит "нормирован"?
Производитель лишь гарантирует устойчивость ОУ при Кос<0,5.


Я несколько неточно выразился, имел в виду что при построении усилителя мы можем расчитывать
на Ку не меньше 6Дб при нужной нам скорости нарастания выходного сигнала.
Вобщем, pardon, не на тот график посмотрел 05.gif . Пойду спать.
Stanislav
Цитата(asdf @ Jul 24 2008, 01:26) *
Я несколько неточно выразился, имел в виду что при построении усилителя мы можем расчитывать
на Ку не меньше 6Дб при нужной нам скорости нарастания выходного сигнала...
Скорость нарастания выходного сигнала в ОУ, равно как и в другом усилителе, определяется быстротой перезарядки междуэлектродных ёмкостей.
Здесь стоит та же проблема. Думаю, ОУ и не нужен - разрешение по уровню невелико, а о требуемой точности только аллах ведает.
Waso
Цитата(Stanislav @ Jul 24 2008, 03:58) *
2 Waso
Пожалуйста, посмотрите внимательно на схему этого ЦАПа и скажите, что в ней показалось неправильным/непонятным?
Нет вопросов. Как работает понятно и распределение тока нагрузки по нескольким каналам - тоже понятно. Отпал вопрос по этойже теме к схеме asdf. Промоделировал - работает. На практике микросхемы этой серии работали примерно до 60МГц. Но то была макетка с огромными монтажными емкостями, паразитными наводками и т.п. А по паспорту эти микросхемы должны держать 125МГц. Надеюсь что на плате они оправдают эти цифры, потомучто цифровая часть устройства собрана на них. (А есть российская логика быстрее?)

По схеме Станислава с моим вариантом усилка получается нехорошая "полочка" вверху (см.рис.1) Уже избавился от нее, сместив базу Q8 через диодно-резисторный делитель вниз на 0.6В.

К результатам на рис2 пришел перебрав варианты GetSmart-а. Кстати, если объединить транзисторы с ОБ в один, уменьшается размах, скорости прироста невидно. Если убрать эмиттерные повторители - нехватает нагрузочной способности микросхемы-источника двоичного сигнала - появляется полка посередине.

Burner, Ваша схема не работает. В точке соединения эмиттеров q2 и q4 выдает чепуху.

asdf, Как говорится, правильно собранная из исправных компонентов схема начинает работать сразу. Ваша сразу не заработала, потомучто номиналы резисторов я нафтыкал от фонаря. smile.gif
GetSmart
Из всего отписанного ранее, нарисовал следующую схему. Пытаться стабилизировать точку эмиттера источника тока на уровне нуля считаю нецелесообразным, т.к. появятся нелинейности на высоких частотах, когда опер будет не успевать перезаряжать базовую ёмкость. Напряжение питания цифровой части (5.5V) регулирует размах выходного сигнала. Можно понизить и до 5 и ниже (хотя чем ниже - тем медленнее работает регистр) , но резисторные сборки будут что-то вроде 1к2, есть ли такие - хз.

И ещё. Источников тока (на VT1) на маломощных транзисторах можно сделать несколько и соеденить у них базы и коллекторы. Это для увеличения нагрузочной способности выхода. Нагрузочный резистор тогда уменьшится пропорционально транзисторам.

Цитата(Waso)
По схеме Станислава с моим вариантом усилка получается нехорошая "полочка" вверху (см.рис.1) Пока непонял ее причины и пути избавления...
На эмиттере должен быть виртуальный ноль. Это значит, что базу нужно смещать на -0.6 вольт.
Waso
GetSmart, Вы меня опередили насчет виртуального нуля smile.gif

А вот с вашей последней схемой чтото не так. Поскольку минус микросхемы сидит на -30В, выход будет прыгать только между -25 и -30В. И объясните пожалуйста смысл операционника - он стабилизирует только по температуре?

Чем плоха такая схема: (см рис). Будет ли работать стабилизация по температуре. (в симуляторе работает).
Я тут проверил масштабируемость по питанию. Легко масштабируется, меняется только сопротивление R60.
GetSmart
Я на схеме забыл удалить земляной значок. Уже удалил.
Цитата(Waso)
И объясните пожалуйста смысл операционника - он стабилизирует только по температуре?
Ну да. Сопротивление эмиттера на разных токах, как и зависимость Uбэ от напряжения на коллекторе (причём они имеют общую функцию от тока), с высокой скоростью скорректировать не так легко.

И опорный транзистор можно было "тянуть" к минусовому источнику, но это напрасная большая рассеиваемая мощность.
Waso
GetSmart, тоесть ОУ улучшает линейность, так? Немножко непонятен тогда принцип его работы, потомучто потенциал опорника он сравнивает с землей...

Вобщем полученными результатами я доволен. Так что всем спасибо. Но тема оказалась намного живее и интересней чем я предполагал. Поэтому если у кого есть какието советы или замечания - пожалуйста говорите.
Смущают меня только броски на середине лесенки. То что этот выброс больше остальных говорит о том что транзистор старшего разряда медленно закрывается. Хотя сидят они в одной микросхеме и нагружены одинаково. Что не так?

============================
Дошло. Чем больше тычок - тем больше транзисторов выключается в этот момент. Например переход 0111 -> 1000.
GetSmart
Цитата(Waso)
GetSmart, тоесть ОУ улучшает линейность, так? Немножко непонятен тогда принцип его работы, потомучто потенциал опорника он сравнивает с землей...
Он его "отзеркаливает" относительно земли. Было +0.6, стало -0.6 вольт. Никакой особой линейности от него нет. Однако потенциал базы VT1 он держит мощно. По базе в динамике там может быть приличное потребление тока.

А токовое зеркало в реале, скорее всего, не будет так красиво работать. По-моему симулятор врёт.

Цитата(Waso)
Я тут проверил масштабируемость по питанию. Легко масштабируется, меняется только сопротивление R60.
Вообще, при уменьшении выходной амплитуды можно увеличивать рабочий ток, т.к. ток ограничен предельной мощностью транзистора. Хотя и регистр ИР35 тоже имеет предельный ток на выходах.

Цитата(Waso)
Дошло. Чем больше тычок - тем больше транзисторов выключается в этот момент. Например переход 0111 -> 1000.
Скорее всего это несимметричная скорость заряда/разряда выходов самого регистра ИР35. Либо ещё может быть из-за ёмкости резисторов, задающих ток.
AlexKLm
30 вольт, на 100 мгц? Это почти как усилитель вертикального отклонения в осциллографе с полосой 100 мгц. Тепла не жалко? Тогда - вперед. Посмотрите забугорные операционники на подобную частоту и с таким выходным напряжением, прикинте потребление на их граничной частоте. И считайте это идеалом. Не думаю он будет утешительным. На наших, тем более на рассыпухе, - лучше не будет.
Okorok
Цитата(AlexKLm @ Jul 24 2008, 13:36) *
30 вольт, на 100 мгц? Это почти как усилитель вертикального отклонения в осциллографе с полосой 100 мгц. Тепла не жалко? Тогда - вперед. Посмотрите забугорные операционники на подобную частоту и с таким выходным напряжением, прикинте потребление на их граничной частоте.
Назовите, пожалуйста, хотя бы один подобный операционник.
Цитата(Stanislav @ Jul 23 2008, 22:02) *
Ещё в студенческие годы делал активный пробник для осциллка с полосой пропускания 500 МГц и размахом выходного напряжения в 6 вольт. Из того, что было под рукой. Вроде, получилось.
Входная ёмкость такого пробника, кстати, оказалась равной половине междуэлектродной ёмкости резистора МЛТ-0,25. smile.gif Если интересно, схематику попробую вспомнить.
И схематика интересна, и фотография экспоната (если сохранился). Заранее спасибо!
AlexKLm
Цитата(Okorok @ Jul 24 2008, 16:24) *
Назовите, пожалуйста, хотя бы один подобный операционник.

Немогу, а что у них и нету?, ну... невероятно. А если серьёзно, - я особо и не надеялся что есть. Тем печальнее для дела, но приятнее для нашей электронной промышленности. А вдруг догоним?
GetSmart
Цитата(Waso)
Поэтому если у кого есть какието советы или замечания - пожалуйста говорите.
Есть одна просьба. Можете заменить транзистор в источнике тока на что-нить вроде аналога КТ315 и привести графики на этой же частоте? Мне интересно.
zzzzzzzz
Читаю и чего-то я никак не пойму.
Если исходить из минимальной нормы нагрузки выхода ЦАПа хотя бы 20 пФ, то при требуемой постоянной времени 3нс, выходной импеданс должен быть не более 3нс/20пФ=150 Ом. Не так ли? Причем здесь какие-то килоомы?
При этом, максимальный ток выходного каскада составит 30В/150=200мА.
С учетом запаса, "рулить" выходом должен транзистор с Ikmax порядка 0.5А, Uкэ >=40V и емкостью коллектора в несколько пик (на фоне 20пФ). Средняя мощность, рассеиваемая на транзисторе будет 15Вх200мА=3Вт, Максимальная - 7Вт. Значит, радиатор нужен.
Из этого и должна рассчитываться и схема и номиналы.
С учетом того, что такой ВЧ-транзистор найти сложновато, - неизбежно потребуется увеличение выходного тока и уменьшение импеданса.

Далее, при таких "прокачиваемых" энергиях появляется ощутимый "возврат" сигнала и в базу, и в эмиттер выходного транзистора. Ничего не поможет кроме уменьшения импедансов и в этих цепях. И пошло-поехало.

ПС. Параллелить дискретные транзисторы на такие частоты практически невозможно - потребуется подбор по ВЧ-параметрам и идентичная для каждого транзистора разводка. Что малореально.
GetSmart
Цитата(zzzzzzzz)
Средняя мощность, рассеиваемая на транзисторе будет 15Вх200мА=3Вт, Максимальная - 7Вт. Значит, радиатор нужен.
Как раз 3Вт была бы максимальная.

Но думаю, можно постоянную времени сделать 5 нс. Резистор допустим 250 ом. Максимальный ток будет 120 мА. Ток на максимуме мощности на транзисторах = 60 мА, а максимальная мощность на транзисторах = 0.9 Вт. Для прокачки взять 4 мелких транзистора. По 0.225 Вт на транзистор. Кто сказал, что нельзя параллелить? Может ссылочку дадите? Транзистор всё-таки на 750 и более мегагерц, а работает грубо говоря на 100/200. Пускай небольшой перекос по мощности будет. Хотя вряд ли будет. Это источник тока и он не выдаст больше тока чем должен, даже если у транзисторов будет относительный разброс - плюс минус 2 нс. Так чта, пальцем в небо? smile.gif

А главное, схема получилась буквально сторублёвая smile.gif
zzzzzzzz
Цитата(GetSmart @ Jul 24 2008, 18:14) *
Как раз 3Вт была бы максимальная.

Но думаю, можно постоянную времени сделать 5 нс. Резистор допустим 250 ом. Максимальный ток будет 120 мА. Ток на максимуме мощности на транзисторах = 60 мА, а максимальная мощность на транзисторах = 0.9 Вт. Для прокачки взять 4 мелких транзистора. По 0.225 Вт на транзистор. Кто сказал, что нельзя параллелить? Может ссылочку дадите? Транзистор всё-таки на 750 и более мегагерц, а работает грубо говоря на 100/200. Пускай небольшой перекос по мощности будет. Хотя вряд ли будет. Это источник тока и он не выдаст больше тока чем должен, даже если у транзисторов будет относительный разброс - плюс минус 2 нс. Так чта, пальцем в небо? smile.gif

А главное, схема получилась буквально сторублёвая smile.gif

Насчет мощности, - да, быстро писал, обсчитался. И средняя И МАКСИМАЛЬНАЯ будет около 1.6Вт (без нагрузки!). Спасибо, что заметили. Хоть, и тоже осчитались :-) В остальном - Вы не правы. Что называется , "выдавать желаемое за действительное". Почему 5 нс думаете, можно? По-хорошему, установление для ВЧ-ЦАПов лежит после 8-10 тау. Так что, зависит от требований к точности, которых нам никто не сообщил.

Цитата
А главное, схема получилась буквально сторублёвая smile.gif
Мечтать не вредно.
По опыту, реализация выйдет где-то раз в 3-5 мощнее. И стоимость комплектации будет в районе 40-70 бяксов.
GetSmart
Waso, поставьте после регистра по две или три сборки резисторов подряд и проверьте величину выбросов (глюков). Если дело в ёмкости резисторов, то глюки должны при этом уменьшиться. Если выбросы не изменятся, то получается что они из-за перекоса в включении/выключении выходов регистра.

Цитата(zzzzzzzz)
По опыту, реализация выйдет где-то раз в 3-5 мощнее. И стоимость комплектации будет в районе 40-70 бяксов.
Да, я забыл, что деталюшки с 5-ой приёмкой. Но если захочется собрать эту схемку для себя, на детальках без приёмки, то 100 рублей более чем хватит на комплектуху.
zzzzzzzz
Цитата(GetSmart @ Jul 24 2008, 19:15) *
Да, я забыл, что деталюшки с 5-ой приёмкой. Но если захочется собрать эту схемку для себя, на детальках без приёмки, то 100 рублей более чем хватит на комплектуху.
Ээээ, нет. Это я забыл про приемку. С ней будет все 4000-7000 амеротугриков. smile.gif
Честно скажите - Вы когда-нибудь практически делали мощные усилители, например, на 100 МГц?
Евгений Германович
Прежде чем рисовать схему желательно определиться с номиналом нагрузки.Цифры ,даже в сотни ом ,это явно много.Стоит кинуть взор на классику-параллельно нагрузке должен стоять резистов в 50 Ом.Или по другому -основная нагрузка -50 Ом всё что ещё туда подключиться -не совсем важно.Ибо приводимые цифры выходной ёмкости честно сказать не убеждают,слишком уж малы-1...3...4 пФ это не серьёзно и ,скорее всего не выполнимо.Или если не нравиться полтинник надо существенно повышать напряжение питания.
Кстати усилители ,реально работающие,есть смысл посмотреть в генераторах серии Г5 для них 100МГц это не бог весть что.
GetSmart
Цитата(zzzzzzzz)
Честно скажите - Вы когда-нибудь практически делали мощные усилители, например, на 100 МГц?
Честно скажу - когда Вы их делали, меня ещё на свете не было smile.gif А с тех пор прошло много времени и прогресс ушёл далеко. Появились более быстрые и экономичные транзисторы. Теперь пришло наше время smile.gif

ЗЫ. Когда-то я делал FM-передатчик 100 МГц на КТ339 кажется. Или на КТ368. Он даже работал. Слабенький. Буквально метров 20 брал. Причём хоть он и на 100 МГц, но схемотехника принципиально другая. Поэтому не надо мешать всё в одну кучу и измерять всё только мегагерцами.
AlexKLm
Допустим нагрузка будет 20 пф, сколько это ом, хотя бы на частоте 100 мгц? По формуле Xc=1/2*Pi*f*C получается 79,5 ом. Для уламывания такой емкости потребуется генератор с внутренним сопротивлением еще меньшим, в зависимости от требоанний. И саму емкость коллектора сюда еще бы добавить надо. Невесело это. Но если страна требует подвигов, - сделать можно.
zzzzzzzz
Цитата(GetSmart @ Jul 24 2008, 19:35) *
Честно скажу - когда Вы их делали, меня ещё на свете не было smile.gif А с тех пор прошло много времени и прогресс ушёл далеко. Появились более быстрые и экономичные транзисторы. Теперь пришло наше время smile.gif

ЗЫ. Когда-то я делал FM-передатчик 100 МГц на КТ339 кажется. Или на КТ368. Он даже работал. Слабенький. Буквально метров 20 брал. Причём хоть он и на 100 МГц, но схемотехника принципиально другая. Поэтому не надо мешать всё в одну кучу и измерять всё только мегагерцами.
То есть, Вы большой теоретик, а я дедушка? Оба этих утверждения ложны smile.gif Как и утверждение насчет сильно продвинувшейся элементной базы с 90-х годов...
Это мы еще не в терминах комплексного представления импедансов общаемся........ Ну что ж, удачи!
GetSmart
Цитата(AlexKLm)
Допустим нагрузка будет 20 пф, сколько это ом, хотя бы на частоте 100 мгц? По формуле Xc=1/2*Pi*f*C получается 79,5 ом.
Ну омы - это как-то непонятно. Допустим резистор 250 ом и ёмкость нагрузки 20 пф. Как только на выходе ЦАПа сменилось значение, то за 5нс пройдёт 1 тау и ёмкость перезарядится на 63%. За 10 нс она перезарядится на 86%. и так далее.
Для просмотра полной версии этой страницы, пожалуйста, пройдите по ссылке.
Invision Power Board © 2001-2025 Invision Power Services, Inc.