Генератор с низкими искажениями

[shkal]

Как и обещал, выкладываю схему

[misha88]

А чем меньше этот коэфициент, тем меньшее изменение Ку способна отработать АРУ. Откуда следует требование всеми доступными способами снижать изменение Ку при перестройке по диапазону.

Да, но перестройка не важна, главное регулировка при определённом положении потенциометра (ведь именно тогда мы что-то измеряем), поэтому остаётся только нестабильность потенциометра от температуры и вибраций.

[shkal]

но перестройка не важна

Это как??? Типа генератор от10 до 100кГц, но на 20 разгоняется до питания, а на 70 перестаёт генерить?

[misha88]

Это как??? Типа генератор от10 до 100кГц, но на 20 разгоняется до питания, а на 70 перестаёт генерить?

Не надо перегибать, в любом генераторе с инерционной АРУ есть колебания его выходного напряжения при перестройке (только мой личный опыт показывает, что всегда в сторону увеличения, никогда не наблюдал срыва генерации), поэтому и АРУ не так просто сделать, особенно если её сделать для уменьшения искажений сравнительно медленной и с малым коэффициентом включения, но если такая цель стоит (а такая АРУ прекрасно работает при фиксированном положении потенциометра), то для защиты от выбросов выходного напряжения генератора при перестройки надо просто ввести ограничитель в управляющий элемент (причём на его управляющей стороне, а не сигнальной, чтобы не увеличить искажения), что возможно, если управляющий элемент достаточно линейный и с небольшой крутизной зависимости от управляющего напряжения.

[shkal]

misha88, Извините, но я сломался. У вас в голове пока полная каша. Возьимите микрокап в руки и посмотрите, как там и что.

[misha88]

misha88, Извините, но я сломался. У вас в голове пока полная каша.

Не понял в чём каша, в понимании принципа генерирования или стабилизации амплитуды? За свою жизнь понаделал много аналоговых генераторов (в основном по месту работы, но и для себя) разных типов, но все на фиксированную частоту и с регулировкой на полевике, работают прекрасно (в том числе по стабильности выходного напряжения), а в домашнем генераторе на 3 кГц и двух микросхемах (OPA4134 и LME49860) искажения не видны на фоне шумов измерительной установки (ниже 130 дБ) и амплитуда 2.5 В не движется при проверке Флюком (только четвёртый знак меняется на +-1 и то непонятно, это генератор или Флюк).

Возьмите микрокап в руки и посмотрите, как там и что.

Для цепей, имеющих вход и выход, я микрокап освоил прекрасно, а для замкнутых (типа генераторов) не очень (могу посмотреть только напряжение на выходе или ФАЧХ задающих цепей, но не влияние системы стабилизации амплитуды), поэтому предпочитаю генераторы доводить на макетке (хотя накопленный опыт позволяет сразу прийти к нужной схеме, и настройка сводится к подбору пасивных элементов в ПОС или АРУ).

[shkal]

Каша в работе АРУ.
Моделируется всё целиком вместе с АРУ (только временной анализ, частотный не работает). Нужно дать небольшой входной импульс, чтобы ген быстрее запускался.

[misha88]

Каша в работе АРУ.
Моделируется всё целиком вместе с АРУ (только временной анализ, частотный не работает). Нужно дать небольшой входной импульс, чтобы ген быстрее запускался.

У меня конкретная цель собрать для себя перестраиваемый генератор (стыдно сказать, но дома только генераторы на фиксированные частоты, приходилось всё нести на работу, где есть цифровой синтезатор частот), причём только для снятия АЧХ и проверки на устойчивость, поэтому искажения не так важны (если выйдет 0.001%, будет великолепно), а вот точность стабилизации амплитуды нужна на уровне не хуже 1%. Поэтому вместо изучения микрокапа проще посоветоваться, остановиться на какой-то схеме (пока думаю об AD633, есть одна в запасах) и доводить на макетке.

[shkal]

Тогда проще всего два фазовращателя с единичной АЧХ + инвертор. Там разброс секций переменника не влияет на коэфициент передачи в принципе. Поэтому наиболее проста в настройке.
Схема N2 из поста 41. Умощнители выкинуть, ОУ заменить на нормальные, 525ПС2 на AD633, вместо 157ДА1 - стандартный двухполупериодный выпрямитель на 2-х ОУ

[misha88]

Тогда проще всего два фазовращателя с единичной АЧХ + инвертор. Там разброс секций переменника не влияет на коэфициент передачи в принципе. Поэтому наиболее проста в настройке.

Согласен, тем более имеются немало точных резисторов 0.1% как раз для ООС фазовращателей. Перебрал все имеющиеся у меня ОУ, как вам LM6172 для фазовращателей (инвертор будет на LME49710, макс. частота генерации 100 кГц)?

525ПС2 на AD633, вместо 157ДА1 - стандартный двухполупериодный выпрямитель на 2-х ОУ

Не нравится мне отсутствие пикового детектора, неужели только интегратора хватает?

[shkal]

lm6172 не надо. Те же lme49720\49860 пойдут, а лучше полевой вход, AD8066.

Не нравится мне отсутствие пикового детектора, неужели только интегратора хватает?

Это смотря для чего хватает, и определяется АЧХ интегратора. Вот у Уольта Джунга получилось -110дб с мостом вина и однополупериодным выпрямителем, пульсации на выходе интегратора прим. 20 мв.
А пиковый детектор как-то сбрасывать надо, в результате приходим к схеме моего детектора из поста 83

[misha88]

Это смотря для чего хватает, и определяется АЧХ интегратора. Вот у Уольта Джунга получилось -110дб с мостом вина и однополупериодным выпрямителем, пульсации на выходе интегратора прим. 20 мв.

-110дб это искажения, а как со стабильностью амплитуды (укладывается в 1%?). И пульсации на выходе интегратора 20 мв это хорошо или надо добиваться меньших для условия в 1%?

[shkal]

Пульсации к стабильности амплитуды отношения имеют только в том смысле, что при их уменьшении несколько меняется постоянная составляющая на выходе интегратора, при изменении амплитуды пульсаций от 0 до U она изменяется на U\2. То есть грубо если размах генератора 4В пик-пик, то 20мв пульсаций это 0.5% максимум.

[misha88]

Пульсации к стабильности амплитуды отношения имеют только в том смысле, что при их уменьшении несколько меняется постоянная составляющая на выходе интегратора, при изменении амплитуды пульсаций от 0 до U она изменяется на U\2. То есть грубо если размах генератора 4В пик-пик, то 20мв пульсаций это 0.5% максимум.

Понял. А учитывая, что схема на фазоинверторах более стабильная, чем мост Вина, может повысить постоянную времени интегратора и ещё более уменьшить пульсации? И стоит ли менять постоянную времени интегратора вместе с диапазонами частот?

[shkal]

Не, тут так просто не отделаешься Я, например, не нашёл способа аналитического рассчета, пришлось снимать АЧХ генератора по управлению амплитудой экспериментально. А после этого строить модель в микрокапе и крутить АЧХ интегратора до получения нужного подавления и сохранения стабильности петли АРУ

И стоит ли менять постоянную времени интегратора вместе с диапазонами частот?

Её придётся менять

[thickman]

На фазовращателях, если не гнаться за сверхмалыми искажениями, действительно очень удобно. А еще можно фазы крутить в разные стороны, тогда доп инвертор не нужен, как на верхней схеме. Кстати, будет работать и на ОУ с ТОС.
Ещё интересная схема ниже, по мотивам Nickа, но здесь, как и в классическом ВИНе, требования к согласованности секций переменного резистора остаются в силе.
Вложение 104794

[misha88]

Её придётся менять

В десять раз на каждый диапазон или зависимость нелинейная?

А еще можно фазы крутить в разные стороны, тогда доп инвертор не нужен

Как раз наилучшим вариантом будут фазоинверторы с потенциометрами на землю (нет проблем по постоянному току) и инвертором (удобно регулировать с помощью AD633).

[shkal]

В десять раз на каждый диапазон или зависимость нелинейная?

Обычно линейная бывает. В верхнем диапазоне может отличаться из-за неидеальности ОУ, влияния их входной ёмкости, паразитов монтажа и т.д.

[thickman]

Как раз наилучшим вариантом будут фазоинверторы с потенциометрами на землю (нет проблем по постоянному току)

Смещение по пост. току в два раза больше, чем на обычном инв. повторителе, вроде не проблема. А сигнал для стабилизации амплитуды с перемножителя можно завести и в эту схему.
Вот ещё подумал, в случае с дополнительным инвертором на трех ОУ можно добавить еще один в выпрямитель и получить не двухполупериодное выпрямление, а четырехфазное со сдвигом в 90°

[shkal]

а четырехфазное со сдвигом в 90°

Ага, можно. А можно и мой из первого поста взять, у него пульсаций на выходе в идеале вообще нет. Но 3 штуки ad633 - $22

[thickman]

Теперь понятно, зачем столько перемножителей, толково, для схемы из первого поста не жалко.
А на фазовращателях вообще не для рекордов, я в свое время делал для прогона АЧХ на ВЧ. На двух ОУ с ТОС и лампочкой в цепи стабилизации амплитуды всё уместилось на корпусе переменного резистора.