Страница 1 из 2 12 Последняя
Показано с 1 по 20 из 24

Тема:

  1. Новичок
    Автор темы
    Аватар для Alcest
    Регистрация
    21.04.2013
    Сообщений
    43

    По умолчанию Самовозбуждение ОУ в неинвертирующем усилителе

    Здравствуйте. Возникла у меня необходимость в генераторе низкой частоты. По ряду причин прибор буду делать сам, макет задающего генератора уже оформился, очередь за буферным усилителем. Буфер решил сделать на том, что имелось под рукой, на ОУ К157УД1. Тут у меня возникли некоторые проблемы с пониманием тонкостей работы операционных усилителей.

    На приведенной ниже схеме ОУ включен по неинвертирующей схеме с Ку=10, схема в принципе рабочая. Но, присутствует завал усиления на частотах выше 10 кГц (генератор делаю для диапазона частот 20 Гц - 100 кГц). Путем подбора конденсатора C3 удалось снизить нелинейность АЧХ на частоте 100 кГц до определенного минимума, что-то около 10 процентов по шкале осциллографа при емкости C3=22 пФ. Ну, думаю, сейчас ООС увеличу, усилитель будет еще линейнее, заодно уменьшу Ку до 5, так как усиление по напряжению в 10 раз слишком много, задающий генератор выдает 3 вольта.

    Уменьшил R4 до 150 кОм, и тут же получил высокочастотную генерацию на выходе К157УД1. Возбуждается даже с закороченным входом. Снова занялся подбором конденсатора C3, довел ее до 68 пФ и вернулся почти к той же неравномерности, что была в начале с емкостью 330 пФ и Ку 10, ну, может чуть меньшей чем изначально.

    Не могу понять, почему при увеличении ООС усилитель возбуждается? Ведь глубокая отрицательная обратная связь должна делать его более устойчивым. Ходил с этим вопросом к Гуглю, но нашел только утверждения, что ОУ с глубокой ООС могут самовозбуждаться (что я и без гугля знаю уже), а описания механизма возникновения генерации не нашел. Может кто "на пальцах" пояснить причины происходящего? Заранее благодарю.

    P.S. Грешил на емкостную нагрузку. Пробовал подключать кабель от осциллографа (щупа с делителем у меня нет) через резистор с сопротивлением в 470 Ом, самовозбуждение осталось.
    Миниатюры Миниатюры Нажмите на изображение для увеличения. 

Название:	Bufer.jpg 
Просмотров:	2570 
Размер:	26,8 Кб 
ID:	195977  

  2. Старый знакомый Аватар для l3VGV
    Регистрация
    02.05.2009
    Адрес
    Псков
    Возраст
    38
    Сообщений
    721

    По умолчанию Re: Самовозбуждение ОУ в неинвертирующем усилителе

    глубже ос - меньше искажения, выше линейность, ниже устойчивость. ОУ обычно либо имеют встроенную компенсацию для определенного Ку либо пины для внешней. Также можно навешивать кондеры на R4 в вашей схеме начиная с 5пФ(и в верх) для компенсации.

    Подробнее рекомендую известных Хоровица и Хила, там приводятся кратко критерии устойчивости системы с ОС(очень грубо говоря после некоторого уменьшения Ку отрицательная ос становится положительной) а также вот хорошее видео кратко и по делу, на иностранном языке
    http://www.youtube.com/watch?v=oOslt...NF2_JUjopeAXo4

  3. Начинающий Аватар для Alex
    Регистрация
    20.03.2003
    Адрес
    Worldwide
    Возраст
    57
    Сообщений
    27.329

    По умолчанию Re: Самовозбуждение ОУ в неинвертирующем усилителе

    Цитата Сообщение от Alcest Посмотреть сообщение
    Не могу понять, почему при увеличении ООС усилитель возбуждается?
    Ответ на это даст рассматривание Боде для конкретного случая.

    Цитата Сообщение от Alcest Посмотреть сообщение
    а описания механизма возникновения генерации не нашел. Может кто "на пальцах" пояснить причины происходящего?
    Соотношение угла наклона АЧХ и фазы. См. - "критерий усточивости".
    "Да мне-то то, меняйтесь!"(с)анек.
    <>
    <-- http://altor1.narod.ru --> Вопросы - в личку, е-мейл, скайп.

  4. Завсегдатай Аватар для Станислафф
    Регистрация
    18.10.2007
    Адрес
    Тольятти
    Возраст
    41
    Сообщений
    1.338

    По умолчанию Re: Самовозбуждение ОУ в неинвертирующем усилителе


    Offтопик:
    К157УД1 вроде бы не имеет импортного аналога-прародителя, есть ли в тырнете его модель для микрокапа?


    http://www.chipinfo.ru/dsheets/ic/157/157ud1.html

    может и не получится ничего с этим операционником на 100 килоГерцах.




  5. Старый знакомый Аватар для krulfa
    Регистрация
    09.06.2005
    Адрес
    Москва
    Возраст
    49
    Сообщений
    912

    По умолчанию Re: Самовозбуждение ОУ в неинвертирующем усилителе

    Alcest, слишком большие номиналы цепи делителя в ООС. Ставьте R2 1K, R4 10K и будет счастье.
    "Земля" - это всего-навсего еще один провод.

  6. Новичок
    Автор темы
    Аватар для Alcest
    Регистрация
    21.04.2013
    Сообщений
    43

    По умолчанию Re: Самовозбуждение ОУ в неинвертирующем усилителе

    Выходит, чем глубже ООС, тем тоньше граница между ней и ПОС и тем легче превращается одна в другую сдвигом фазы? Кажется начинаю понимать, что к чему.
    Значит получившийся у меня "косяк" в порядке вещей. Попробую конденсатор С4 подобрать, заодно Хоровица с Хиллом перечитаю.
    Полного аналога К157УД1 нет, но есть похожие, без внешних цепей коррекции правда.

    Цитата Сообщение от krulfa Посмотреть сообщение
    Alcest, слишком большие номиналы цепи делителя в ООС. Ставьте R2 300, R4 3K и будет счастье.
    Сейчас попробую. Номиналы я брал наобум можно сказать, рекомендаций нигде не нашел, а теперь и сам думаю, что слишком большие сопротивления выбрал для довольно мощного ОУ без полевых транзисторов на входе.
    Последний раз редактировалось Alcest; 17.11.2013 в 22:21.

  7. Завсегдатай Аватар для Станислафф
    Регистрация
    18.10.2007
    Адрес
    Тольятти
    Возраст
    41
    Сообщений
    1.338

    По умолчанию Re: Самовозбуждение ОУ в неинвертирующем усилителе

    Цитата Сообщение от Alcest Посмотреть сообщение
    Полного аналога К157УД2 нет, но есть похожие, без внешних цепей коррекции правда.
    УД2 и УД1 - "две большие разницы".

  8. Новичок
    Автор темы
    Аватар для Alcest
    Регистрация
    21.04.2013
    Сообщений
    43

    По умолчанию Re: Самовозбуждение ОУ в неинвертирующем усилителе

    Извиняюсь, опечатался, УД1 конечно же. Сейчас исправлю.

  9. Новичок
    Автор темы
    Аватар для Alcest
    Регистрация
    21.04.2013
    Сообщений
    43

    По умолчанию Re: Самовозбуждение ОУ в неинвертирующем усилителе

    Заменил резисторы R2 и R4 на 1 кОм и 5,1 кОм. Самовозбуждения не наблюдается при С3=15 пФ и Ку 5,5, что и требовалось. Изменения амплитуды сигнала при перестройке задающего генератора от 5 кГц до 100 кГц едва просматриваются осциллографом. Спасибо за помощь, теперь пойду курить теорию.

    Возник еще один вопрос - можно ли каким-то образом привести выходное сопротивление усилителя на ОУ к определенной величине, 600 Ом скажем, без трансформаторов и включенных последовательно с выходом резисторов? Насколько я понимаю, выходное сопротивление зависит от параметров ОУ и цепей обратной связи, но как-то не соображу, насколько реально сделать стремящееся к нулю сопротивление усилителя на ОУ достаточно большим?
    Последний раз редактировалось Alcest; 18.11.2013 в 05:29.

  10. Завсегдатай Аватар для fakel
    Регистрация
    30.11.2007
    Адрес
    Оренбург
    Возраст
    36
    Сообщений
    8.821

    По умолчанию Re: Самовозбуждение ОУ в неинвертирующем усилителе

    Цитата Сообщение от Alcest Посмотреть сообщение
    Возник еще один вопрос - можно ли каким-то образом привести выходное сопротивление усилителя на ОУ к определенной величине, 600 Ом скажем, без трансформаторов и включенных последовательно с выходом резисторов? Насколько я понимаю, выходное сопротивление зависит от параметров ОУ и цепей обратной связи, но как-то не соображу, насколько реально сделать стремящееся к нулю сопротивление усилителя на ОУ достаточно большим?
    Ты не поверишь - резистором 600 Ом, включенным на выход опера после точки взятия ООС

  11. Завсегдатай Аватар для audiomun
    Регистрация
    31.08.2011
    Адрес
    Санкт-Петербург
    Возраст
    64
    Сообщений
    2.734

    По умолчанию Re: Самовозбуждение ОУ в неинвертирующем усилителе

    Но это противоречит его ТЗ -
    Цитата Сообщение от Alcest Посмотреть сообщение
    без трансформаторов и включенных последовательно с выходом резисторов
    - хотя логичное и самое простое решение.

  12. Завсегдатай Аватар для Сухоруков Сергей
    Регистрация
    18.02.2011
    Адрес
    Петербург
    Сообщений
    3.964

    По умолчанию Re: Самовозбуждение ОУ в неинвертирующем усилителе

    Цитата Сообщение от Alcest Посмотреть сообщение
    Может кто "на пальцах" пояснить причины происходящего?
    Если "на пальцах", то для устойчивой работы ОУ глубина обратной связи (ОС) должна быть такой, чтобы АЧХ ОУ с замкнутой ОС пересекал АЧХ ОУ с разомкнутой ОС на участке, где эта АЧХ ОУ с разомкнутой ОС имеет спад не более 6 дБ/октаву. Если эти характеристики пересекаются на более крутом участке (из-за неудачной корректировки АЧХ или из-за слишком глубокой ООС), могут возникнуть проблемы с устойчивостью вплоть до самовозбуждения ОУ.

  13. Завсегдатай Аватар для fakel
    Регистрация
    30.11.2007
    Адрес
    Оренбург
    Возраст
    36
    Сообщений
    8.821

    По умолчанию Re: Самовозбуждение ОУ в неинвертирующем усилителе

    Цитата Сообщение от audiomun Посмотреть сообщение
    Но это противоречит его ТЗ
    Тогда на ОУ делаем преобразователь U->I и нагружаем его на те же 600 Ом

  14. Завсегдатай Аватар для Станислафф
    Регистрация
    18.10.2007
    Адрес
    Тольятти
    Возраст
    41
    Сообщений
    1.338

    По умолчанию Re: Самовозбуждение ОУ в неинвертирующем усилителе

    Цитата Сообщение от audiomun Посмотреть сообщение
    Но это противоречит его ТЗ - - хотя логичное и самое простое решение.
    Если не курсовик, а реально паять - то лучше резистор )

  15. Новичок
    Автор темы
    Аватар для Alcest
    Регистрация
    21.04.2013
    Сообщений
    43

    По умолчанию Re: Самовозбуждение ОУ в неинвертирующем усилителе

    Цитата Сообщение от Станислафф Посмотреть сообщение
    лучше резистор )
    Не курсовик Резистор, это крайний вариант, когда других вариантов уже не останется. На нем половина выходного напряжения упадет. Вроде как не критично, но возникнет проблема с вольтметром на выходе, малое напряжение - большая нелинейность шкалы. Придется отказаться от простого диодного вольтметра и городить огород, который потом еще настраивать нужно будет.

    Цитата Сообщение от Сухоруков Сергей Посмотреть сообщение
    для устойчивой работы ОУ глубина обратной связи (ОС) должна быть такой, чтобы АЧХ ОУ с замкнутой ОС пересекал АЧХ ОУ с разомкнутой ОС на участке, где эта АЧХ ОУ с разомкнутой ОС имеет спад не более 6 дБ/октаву.
    То есть, они должны пересекаться где-то в верхней части графика, там, где АЧХ без ООС еще полога? Действительно, на пальцах. Но, как узнать АЧХ ОУ без ООС? Ориентироваться на графики из даташитов?

    Цитата Сообщение от fakel Посмотреть сообщение
    Тогда на ОУ делаем преобразователь U->I и нагружаем его на те же 600 Ом
    Это наверное то, что мне нужно. Попробую реализовать, лишь бы 157УД1 смог работать в таком режиме в требуемом диапазоне частот.

  16. Завсегдатай Аватар для Vovk
    Регистрация
    24.12.2004
    Адрес
    Сирийская народная республика
    Возраст
    40
    Сообщений
    2.839

    По умолчанию Re: Самовозбуждение ОУ в неинвертирующем усилителе

    Цитата Сообщение от Alcest Посмотреть сообщение
    Резистор, это крайний вариант, когда других вариантов уже не останется. На нем половина выходного напряжения упадет. Вроде как не критично, но возникнет проблема с вольтметром на выходе, малое напряжение - большая нелинейность шкалы.
    Оно, по-любому, где-то упадет. На резисторе, или на условном "ОУ-с-выходным-сопротивлением-600-Ом". Напряжение же падает на сопротивлении.

  17. Новичок
    Автор темы
    Аватар для Alcest
    Регистрация
    21.04.2013
    Сообщений
    43

    По умолчанию Re: Самовозбуждение ОУ в неинвертирующем усилителе

    Эка я перегрелся... Действительно же разницы никакой. Тогда оставлю как есть, а с вольтметром как-нибудь выкручусь.

  18. Частый гость Аватар для Самый !
    Регистрация
    01.12.2009
    Адрес
    дер. Ново-Девяткино
    Сообщений
    239

    По умолчанию Re: Самовозбуждение ОУ в неинвертирующем усилителе

    Немного поправлю. Чем глубже ОС, тем больше время задержки сигнала, завалы фронтов. Иногда при "очень" глубокой оОС - эти искажения слишком влиятельны.
    http://www.fotomem.ru/users/145281/

  19. Новичок
    Автор темы
    Аватар для Alcest
    Регистрация
    21.04.2013
    Сообщений
    43

    По умолчанию Re: Самовозбуждение ОУ в неинвертирующем усилителе

    Цитата Сообщение от Самый ! Посмотреть сообщение
    Чем глубже ОС, тем больше время задержки сигнала, завалы фронтов
    Задержка? Значит глубокая ООС приводит к сдвигу фаз на входах ОУ? Задержка зависит от скоростных характеристик операционного усилителя или определяется только коэффициентом обратной связи?

    Еще один вопрос, про вольтметр. Попалась мне схема из журнала "Радио" №7 за 1992 год, "Высокочастотный милливольтметр с линейной шкалой" Пугач А. Переключатель пределов, естественно, отброшу, предел у меня будет только один "3V". Теперь мне нужно каким-то образом уменьшить коэффициент передачи линеаризующего узла на ОУ DA1 чтобы не делить сильно измеряемое напряжение и не бороться с наводками, что намереваюсь сделать уменьшением номинала резистора R6. Но, как быть с включенным последовательно с диодом резистором R5? Нужно ли уменьшать его сопротивление?
    Миниатюры Миниатюры Нажмите на изображение для увеличения. 

Название:	Vmetr.JPG 
Просмотров:	659 
Размер:	188,7 Кб 
ID:	196035  

  20. Завсегдатай Аватар для Vovk
    Регистрация
    24.12.2004
    Адрес
    Сирийская народная республика
    Возраст
    40
    Сообщений
    2.839

    По умолчанию Re: Самовозбуждение ОУ в неинвертирующем усилителе

    Автор утверждает, что для напряжений выше 2 В усилитель на ДА1 вообще не нужен (это же видно по схеме). Если оставлять каскад на ДА1 (широкополосный милливольтметр ведь вещь полезная), то менять в нем ничего не стоит, по крайней мере до практических экспериментов.

Страница 1 из 2 12 Последняя

Метки этой темы

Социальные закладки

Социальные закладки

Ваши права

  • Вы не можете создавать новые темы
  • Вы не можете отвечать в темах
  • Вы не можете прикреплять вложения
  • Вы не можете редактировать свои сообщения
  •