Помощь - Поиск - Пользователи - Календарь
Полная версия этой страницы: Самовозбуждение в оптической гальванической развязке
Форум разработчиков электроники ELECTRONIX.ru > Аналоговая и цифровая техника, прикладная электроника > Вопросы аналоговой техники
Страницы: 1, 2
MiklPolikov
Сделал вот такую гальваническую развязку.
И в ней началось самовозбуждение. Из-за того что сигнал на выходе оптопары , стоящей в обратной связи , увеличивается не сразу после увеличения сигнала на входе, а с задержкой.
И падает то же с задержкой.
Пробовал ставить резистор на выходе операционника. От номинала резистора зависит частота генерации 15-90КГц.

Как же побороть с самовозбуждение ?

domowoj
А какие требования к схеме?

Введение частотозависимой ос вас спасет.
Попробуйте для начала уменьшить Ку операционника,
поставив резистор 1...2МОм с выхода на инв. вход.

Или взять более быстрые оптроны
Microwatt
Это не "схема развязки" , а схема генератора с оптронной развязкой".
Что проектировали, то и получили.
Каково назначение VT2 сможете пояснить? Так, смутно догадываюсь, что хотелось как-то нелинейность оптопары скомпенсировать?
MiklPolikov
Цитата(Microwatt @ Mar 15 2011, 06:07) *
Это не "схема развязки" , а схема генератора с оптронной развязкой".
Что проектировали, то и получили.
Каково назначение VT2 сможете пояснить? Так, смутно догадываюсь, что хотелось как-то нелинейность оптопары скомпенсировать?


Всё то же самое нарисовано в документации на линейный оптрон.
И такая схема попадается много где в интернете.
Microwatt
Цитата(MiklPolikov @ Mar 15 2011, 07:22) *
Всё то же самое нарисовано в документации на линейный оптрон.
И такая схема попадается много где в интернете.

Схемы, извините, похожи как свинья на коня - разве что хвосты у них немного разные.
В ссылке - два одинаковых оттарированных фотодиода - рабочий и ОС засвечиваются одним излучающим в одной конструкции.
А у ТС - раздельные оптотранзисторы. С совершенно разными характеристиками. И включены бессмысленно, по крайней мере, как-то смысл второго оптрона неочевиден..
Такое нужно включать с ТОЙ стороны, последовательно с оптотранзистором верхнего оптрона. Чтобы как-то отследить его ток и передать на ЭТУ сторону.
halfdoom
Цитата(MiklPolikov @ Mar 15 2011, 06:24) *
Как же побороть с самовозбуждение ?


Между инвертирующим входом и выходом включить конденсатор 20-500 пФ (подобрать экспериментально).

Цитата(Microwatt @ Mar 15 2011, 07:48) *
С совершенно разными характеристиками. И включены бессмысленно, по крайней мере, как-то смысл второго оптрона неочевиден..


Такая схема вполне нормально работает, хотя оптопары должны быть в одном корпусе.
MiklPolikov
Цитата(halfdoom @ Mar 15 2011, 06:56) *
Между инвертирующим входом и выходом включить конденсатор 20-500 пФ (подобрать экспериментально).


Не помогает ни конденсатор на 1нФ, ни резистор 1К.
Кстати , мне нужно получить полосу пропускания 40КГц


Цитата
Такая схема вполне нормально работает, хотя оптопары должны быть в одном корпусе.

Почему обязятельно в одном ?
Может, конечно, характеристики у оптопар в одном корпусе более одинаковые, но наверно не на порядок.
А даже если и на порядок , это имеет отношение к линейности, а не к самовозбуждению.

Никаких принципиальных отличий в моей схеме нет, а самовозбуждение такое стойкое, что ни чем не задушишь не убьёшь .
Tanya
Цитата(MiklPolikov @ Mar 15 2011, 07:16) *
Не помогает ни конденсатор на 1нФ, ни резистор 1К.

А вот резистор на выходе должен... последовательно с излучателями. Нужно добавить к конденсатору и резистору на входе уж тогда уж.
Microwatt
Цитата(halfdoom @ Mar 15 2011, 06:56) *
Такая схема вполне нормально работает, хотя оптопары должны быть в одном корпусе.

Не знаю, может и работает, может Вы просто надеетесь. что должно работать.
Но совершенно очевидно, что это принципиально разные схемы. Основанные на разных физических явлениях, что ли.
Когда Вы снимаете световой поток от ОДНОГО источника на два одинаковых приемника в одном месте- можно надеяться, что контрольный приемник показывает то же, что и рабочий.
Когда же Вы передаете по линии Москва-Хабаровск, а контролируете связь по линии Москва-Тверь через другой комплект радиостанций в другом диапазоне радиоволн, то можно ли быть уверенным, что в Хабаровске Вас слышно так же, как в Твери?
Коэффициент передачи, нелинейности, скорости работы, токи через два разных оптрона могут совершенно быть разными.
Смысла нет во втором оптроне.
Tanya
Цитата(Microwatt @ Mar 15 2011, 07:31) *
Смысла нет во втором оптроне.

Есть. Есть простые и правильные причины для того. В первом приближении количество излученных фотонов линейно зависит от тока. И количество генерируемых фотонами носителей тоже линейно зависит от света. Но имеется нелинейная зависимость тока от напряжения для светодиодов. Поэтому схема правильная. Возможно, диодные оптроны лучше для этой цели.
Microwatt
Цитата(Tanya @ Mar 15 2011, 07:42) *
Есть. Есть простые и правильные причины для того. В первом приближении количество излученных фотонов линейно зависит от тока. И количество генерируемых фотонами носителей тоже линейно зависит от света. Но имеется нелинейная зависимость тока от напряжения для светодиодов. Поэтому схема правильная. Возможно, диодные оптроны лучше для этой цели.

Таня, да, линейность, фотоны, Шредингер, все это верно. Но возьмите два оптрона из одной пачки и посмотрите. Линейный участок может начинаться при разном существенно токе, а коэффициент передачи если всего раза в два - хорошо. Есть оптроны и с разбросом 70-600%.
И СМЫСЛ в чем? Измерить ток через приемник на вторичной стороне ведь? А не через совершенно другой оптрон. Мы блестяще измерили бы ток через первый фотодиод и просто на добавке. О чем он нам говорит? Что основной транзистор открылся-закрылся, находится в линейной области? Нет, ни о чем. Вполне может быть, что контрольный оптрон открыт, а рабочий еще заперт.
Вот если бы диод второго оптрона был включен последовательно с транзистором первого, на вторичной стороне, тогда- да, мы можем судить по обратной связи о работе фототранзистора ЗА развязкой.
А по стартовой проблеме.
Нельзя включать нагрузкой усилителя вот так просто фотодиоды. Должен быть токоограничивающий резистор. И ПАРАЛЛЕЛЬНО фотодиоду хорошо бы поставить 600-1000 Ом, чтобы сместить характеристику из области микротоков. В схеме слишком большой коэффициент усиления.
Tanya
Цитата(Microwatt @ Mar 15 2011, 08:01) *
Нельзя включать нагрузкой усилителя вот так просто фотодиоды. Должен быть токоограничивающий резистор. И ПАРАЛЛЕЛЬНО фотодиоду хорошо бы поставить 600-1000 Ом, чтобы сместить характеристику из области микротоков. В схеме слишком большой коэффициент усиления.

По поводу последовательного резистора я же и писала, а вот параллельно, как Вы предлагаете.... я бы не стала. Никогда.
MiklPolikov
Цитата(Microwatt @ Mar 15 2011, 08:01) *
Есть оптроны и с разбросом 70-600%.


У этих оптронов разброс не указан , но судя по тому как указывается " коэффициент передачи 100%" , разброс должен быть небольшой.
Специально не мерил, но по наблюдениям там разброс 5-10%
Tanya
Цитата(MiklPolikov @ Mar 15 2011, 08:40) *
, разброс должен быть небольшой.
Специально не мерил, но по наблюдениям там разброс 5-10%

Вот это совсем не должно волновать... А только дрейф его.
MiklPolikov
Цитата(Tanya @ Mar 15 2011, 08:51) *
Вот это совсем не должно волновать... А только дрейф его.


Можно подробнее ? Какой дрейф ? Первый раз слышу про дрейф. В год - сколько может быть ?
Tanya
Цитата(MiklPolikov @ Mar 15 2011, 08:58) *
Можно подробнее ? Какой дрейф ? Первый раз слышу про дрейф. В год - сколько может быть ?

Почему в год? Дрейф может быть не только временной, но и температурный, к примеру....
yakub_EZ
Во первых - есть ли в схеме смещение? Диодам нужна подсветка, линейный участок работы. А то схема мечется на сигнале включающем/гасящем на нет световой поток от диодов. Этот участок очень нелинеен.
Во вторых - резистор в цепи диодов. Вы элементарно вводите ОУ в перегрузку по току. Можно попробовать включить излучающие диоды параллельно через индивидуальный резистор.
А ещё думаю проблема в скоростельности транзистора - на таком сопротивлении он просто быстро закрывается. Тут либо взять другую транзисторную оптопару с выводом базы и заземлить ей базу через резистор или подавать на базу закрывающий ток. Либо попытаться ввести её в режим больших токов - резистор в цепи эмиттера взять 120-330 Ом. Или взять диодную оптопару, или спрециализированную линейную, типа HCPL-4562 - стоит это удовольствие копейки и гарантирует диапазон до нескольких МГц.
Можно попробовать подключить оптопару к источнику питания через переменное сопротивление и попыться обнаружить линейный участок
halfdoom
Действительно, не заметил отсутствие резистора последовательно со светодиодами - он необходим. И конденсатор следует подбирать только при его наличии.
Alex255
Цитата(MiklPolikov @ Mar 15 2011, 07:16) *
Не помогает ни конденсатор на 1нФ, ни резистор 1К.
Кстати , мне нужно получить полосу пропускания 40КГц



Почему обязятельно в одном ?
Может, конечно, характеристики у оптопар в одном корпусе более одинаковые, но наверно не на порядок.
А даже если и на порядок , это имеет отношение к линейности, а не к самовозбуждению.

Никаких принципиальных отличий в моей схеме нет, а самовозбуждение такое стойкое, что ни чем не задушишь не убьёшь .

Принципиальное отличие в том, что у Вас последовательно 2 диода, а не один. Грубо говоря, каждый из них это RC в параллель. То есть похоже набираете дополнительный сдвиг фаз и теряете стабильность. С точки зрения линейности, думаю если убрать VT2 и ногу 3 VT1 соединить с R8, линейность принципиально не ухудшится по тем причинам которые приводились выше. IL300 и ему подобные сделаны специально для линеаризации изолированной передачи, может проще воспользоваться именно им?
ukpyr
Схема вряд-ли подойдет для измерений - разброс и дрейф оптопар слишком большой.
Из дешевых можно взять LOC110-112, HCNR20x. Схемы включения - в даташитах
http://www.clare.com/home/pdfs.nsf/www/AN-...file/AN-107.pdf
www.avagotech.com/docs/AV02-1333EN
MiklPolikov
Цитата(yakub_EZ @ Mar 15 2011, 09:39) *
Во первых - есть ли в схеме смещение?
Во вторых - резистор в цепи диодов.

Есть смещение.
Резистор пробовал ставить.

В общем, всё понятно : нужны оптроны побыстрее. И наверно в специальны, для этого сделанных, как-то так подобраны характеристики что бы генерации не было.

domowoj
Цитата
Резистор пробовал ставить.

Да резистор там просто необходим, по определению,
ведь светодиоду нужен ток.
Цитата
В общем, всё понятно : нужны оптроны побыстрее. И наверно в специальны, для этого сделанных, как-то так подобраны характеристики что бы генерации не было.

При чем здесь побыстрее оптроны,
у вас схема сделана пронципиально не правильно.
И какие параметры вы хотите получить от вашего изолятора.
Вы "спрячьте" ваши оптроны в петлю обратной свяэи,
и забудете про их неидентичность,
примерно вот так
MiklPolikov
Цитата(domowoj @ Mar 16 2011, 05:50) *
Да резистор там просто необходим, по определению,
ведь светодиоду нужен ток.

При чем здесь побыстрее оптроны,
у вас схема сделана пронципиально не правильно.
И какие параметры вы хотите получить от вашего изолятора.
Вы "спрячьте" ваши оптроны в петлю обратной свяэи,
и забудете про их неидентичность,
примерно вот так



Всё не так.
1) У операционника и без резистора небольшой ток КЗ,
2) Схема , которую вы нарисовали, будет нелинейна даже при абсолютно одинаковых оптронах.
Сначала Вы нелинейно передаёте сигнал "Туда" . Если бы оратная связь "оттуда" была линейная , всё было бы хорошо. Но она то же нелинейная.
Сигнал на инвертирующем входе ОУ будет точно такой же, как и на неинвертирующем. а вот по другую сторону оптронов он будет кривой.
galya
...попробуйте ввести такие поправки...и какое питание транзисторов оптрона и операционного усилителя..???
Tanya
Цитата(galya @ Mar 16 2011, 11:18) *
...попробуйте ввести такие поправки...и какое питание транзисторов оптрона и операционного усилителя..???

И еще резистор на инвертирующий вход, иначе интегратор будет не очень...
Microwatt
Цитата(domowoj @ Mar 16 2011, 06:50) *
При чем здесь побыстрее оптроны,
у вас схема сделана пронципиально не правильно.
Вы "спрячьте" ваши оптроны в петлю обратной свяэи,
и забудете про их неидентичность,

Вот и я об этом же.
domowoj
Цитата
1) У операционника и без резистора небольшой ток КЗ,

Вот этого я вообще не понял, о чем это вы

Цитата
2) Схема , которую вы нарисовали, будет нелинейна даже при абсолютно одинаковых оптронах.
Сначала Вы нелинейно передаёте сигнал "Туда" . Если бы оратная связь "оттуда" была линейная , всё было бы хорошо. Но она то же нелинейная.
Сигнал на инвертирующем входе ОУ будет точно такой же, как и на неинвертирующем. а вот по другую сторону оптронов он будет кривой.

Вам же не принципиальную схему выдали, а идею.
Tanya
Цитата(MiklPolikov @ Mar 15 2011, 05:24) *
Сделал вот такую гальваническую развязку.

А, может быть, уже пора рассказать, что Вы хотите развязать, с какой скоростью и точностью?
CYD
Попробуйте так

Нажмите для просмотра прикрепленного файла

из-за того, что у ваших оптопар транзиент 0,5 нужно резистор в измерительной применять не более напряж.питВ/0,010А в омах.
при малом напряжении питания (5в) диоды включать придется параллельно, лень писать почему.
применять последовательный резистор с диодом желательно, чтоб не спалить оу и диод (даташиты всегда врут. одно из двух сгорит 100%).
конденсатор 1нФ или поменьше нужен.
Oldring
Цитата(Tanya @ Mar 15 2011, 07:42) *
Есть. Есть простые и правильные причины для того. В первом приближении количество излученных фотонов линейно зависит от тока. И количество генерируемых фотонами носителей тоже линейно зависит от света. Но имеется нелинейная зависимость тока от напряжения для светодиодов. Поэтому схема правильная. Возможно, диодные оптроны лучше для этой цели.



Там гораздо интереснее зависимость коэффициента передачи оптопары от температуры. Если бы дело было только в ВАХ светодиода, всё бы успешно лечилось и без второго оптрона просто токовым управлением.

Цитата(Tanya @ Mar 16 2011, 12:13) *
И еще резистор на инвертирующий вход, иначе интегратор будет не очень...



Да нормальный там интегратор и без дополнительного резистора. У оптрона высокоомный токовый выход.

Цитата(MiklPolikov @ Mar 15 2011, 07:16) *
Никаких принципиальных отличий в моей схеме нет, а самовозбуждение такое стойкое, что ни чем не задушишь не убьёшь .


Разумеется. У вас слишком большой коэффициент петлевого усиления.

Форма напряжения на выходе операционника какая? И какая частота возбуждения?
Tanya
Цитата(Oldring @ Mar 17 2011, 12:27) *
Да нормальный там интегратор и без дополнительного резистора. У оптрона высокоомный токовый выход.

Этот выход нагружен на резистор... который... разное бывает...
Я вот избегаю схем без резисторов на входах ОУ.
ViKo
Резистор на выходе ОУ нужно поставить. Задать ток через диоды оптронов. Предполагая, как будет изменяться выходное напряжение. Диод оптрона VD1 для начала можно вообще закоротить (ток пересчитать). И про разброс забыть вообще, это на возбуждение вообще никак не должно влиять. Возбуждается схема оттого, что на инвертирующем входе ОУ есть емкость на землю. Конденсатор в обратной связи должен был устранить.
upd. убрал ошибочное.

Еще кое-что. А на неинвертирующий вход ОУ ничего с того, чем управляется, не приходит? Может быть, возбуждение во внешней петле, которая на схеме не показана?
Oldring
Цитата(Tanya @ Mar 17 2011, 12:49) *
Этот выход нагружен на резистор... который... разное бывает...
Я вот избегаю схем без резисторов на входах ОУ.


Я тоже временами бываю суеверен.
Tanya
Цитата(Oldring @ Mar 17 2011, 13:46) *
Я тоже временами бываю суеверен.

Или суевреден?

Мне помогает... опыт... негативный.
Oldring
Цитата(Tanya @ Mar 17 2011, 14:22) *
Или суевреден?

Мне помогает... опыт... негативный.


Так опыт без осознания причин и есть суеверия.
У меня есть опыт позитивный, и что с того? Обычно эти последовательные резисторы не боле чем ВЧ фильтр, не нужный в случае хорошей развязки от ВЧ помех.

Чем там может быть полезен последовательный резистор - это чтобы увеличить рабочий ток светодиодов без уменьшения постоянной времени RC цепи. И от помех через оптопары в обратном направлении, если они там существенны, что мне кажется, вряд ли.
Tanya
Цитата(Oldring @ Mar 17 2011, 15:31) *
Так опыт без осознания причин и есть суеверия.
У меня есть опыт позитивный, и что с того? Обычно эти последовательные резисторы не боле чем ВЧ фильтр, не нужный в случае хорошей развязки от ВЧ помех.

Осознаю. А еще резистор ограничивает входной ток...
Oldring
Цитата(Tanya @ Mar 17 2011, 15:35) *
Осознаю. А еще резистор ограничивает входной ток...



Ограничивает, если там будет откуда ему появиться.
ViKo
Цитата(Tanya @ Mar 17 2011, 14:35) *
Осознаю. А еще резистор ограничивает входной ток...

... операционного усилителя???
Oldring
Цитата(ViKo @ Mar 17 2011, 15:49) *
... операционного усилителя???


Ну если в него молния ударит - то Таня права, ток будет чуть меньше.
ViKo
Иногда ставят резистор между входными ножками ОУ, так получше будет, чем просто последовательно со входом прицепить (только шума добавлять).
А, вообще - держать землю на печатной плате подальше от инвертирующего входа.
Tanya
Цитата(ViKo @ Mar 17 2011, 16:01) *
Иногда ставят резистор между входными ножками ОУ, так получше будет, чем просто последовательно со входом прицепить (только шума добавлять).

Вот это зря. А шум в данном случае не добавится. Интегратор же. А я имела в виду ограничение максимального тока... через внутренние диоды...
ViKo
Цитата(Tanya @ Mar 17 2011, 15:12) *
Вот это зря. А шум в данном случае не добавится. Интегратор же. А я имела в виду ограничение максимального тока... через внутренние диоды...

Не зря. Это примерно то же, что сунуть резистор последовательно. Только лучше.
Насчет шума - там не так просто, интегратор или еще что-то...
Но в данном случае это не важно.
Ограничение через диоды - там такому напряжению неоткуда взяться. Надо думать, запитано все от одного источника (VCC2).
На возбуждение это уж точно не повлияет.

Забыл - еще напряжение смещения выравнивают резисторами, чтобы сопротивление по обоим входам было одинаковое, и, соответственно, падения из-за входного тока.

Analog Devices
Op Amp Applications Handbook
MiklPolikov
Цитата(Oldring @ Mar 17 2011, 12:27) *
Разумеется. У вас слишком большой коэффициент петлевого усиления.

А если его делать меньше, пропадёт смысл в такой схеме как способе компенсации нелинейности.


Цитата
Форма напряжения на выходе операционника какая? И какая частота возбуждения?


Зависит от резистора последовательно со светодиодом.
Частота от 15 КГц(при отсутствии резистора) до 200 КГц (при резисторе 5К)
Форма сигнала он редких округлых "пупырей" вверх и уровня смещения (при отсутствии резистора) до триугольного с большой точностью (при наличие резистора)
firstvald
В ряде оперов между входами стоит структура, по свойствам похожая на два встречнопараллельных диода, поэтому резистор, включенный между источником сигнала и неинвертирующим выводом, может спасти опер от крепкого недоумения в некоторых режимах.

Не помню как на первой схеме - если питание двуполярное, у меня просится катоды оптронов не к земле, а к минусу питания подключить. Если однополярное, то пойдет.
Oldring
Цитата(MiklPolikov @ Mar 17 2011, 18:23) *
А если его делать меньше, пропадёт смысл в такой схеме как способе компенсации нелинейности.

Зависит от резистора последовательно со светодиодом.
Частота от 15 КГц(при отсутствии резистора) до 200 КГц (при резисторе 5К)
Форма сигнала он редких округлых "пупырей" вверх и уровня смещения (при отсутствии резистора) до триугольного с большой точностью (при наличие резистора)


Тут ничего не поделаешь, петлевое усиление должно быть меньше единицы на частоте, на которой сдвиг фаз равен 180 градусов. Где-то в районе ваших 200 килогерц, где у вас возбуждается на достаточно малом сигнале. Так что на искомых вами 40 кГц вряд ли будет достижимо усиление больше пяти, и то, учитывая, что у этой оптопары разброс коэффициента передачи гарантируется в пределах порядка, вам еще нужен большой запас.


Редкие выбросы - это, видимо, из-за большого времени рассасывания заряда в светодиоде. Посмотрите напряжение на выходе оптопары.
ViKo
Диоды запитать от отдельного резистора с VCC2, и этот резистор должен выдавать бОльшую часть тока. Для его подстройки в небольших пределах использовать выход ОУ через резистор (достаточно большой). Оба эти резистора подключить к аноду верхнего диода. Тогда к-т усиления в петле ОС можно сделать малым (хоть до 0).
И с конденсатором поэкспериментировать. 0.1uF?
MiklPolikov
Господа, спасибо.
Я решил отказаться от этой схемы , потому что так как хотелось всё равно не работает.
Если соберу то же самое на других оптопарах, напишу что получилось.


PS
А всё это было нужно что бы развязать аудио тракт.
Это оптопара, при отсутствии обратной связи, при синусоидальном сигнале 1КГц и постоянном токе светодиода 0.5ма на выходе даёт отношение первой гармоники к основной -35Дб.
Для меня такой линейности достаточно.
ViKo
Цитата(MiklPolikov @ Mar 17 2011, 21:51) *
Я решил отказаться от этой схемы , потому что так как хотелось всё равно не работает.

Жаль, что вы "бросаете весла на середине реки". sad.gif
ViKo
Я тут мозгами раскинул. Делать подобную схему, это как делать аналоговый усилитель на цифровой логике. С помощью резистора в обратной связи можно при желании логический инвертор ввести в линейный режим работы. Но какова будет линейность такого усилителя?
В-общем, дело дрянь...
Для просмотра полной версии этой страницы, пожалуйста, пройдите по ссылке.
Invision Power Board © 2001-2025 Invision Power Services, Inc.