Композитный ОУ . Плюсы и минусы такого решения.

[.Васильев]

Есть вот такое интересное решение как композитный оу .Когда два независимых друг от друга прибора работают как единое целое.Когда можно меняя сочетания применяемых операционных усилителей получать необходимые параметры. Вот и хотелось обсудить все достоинства и недостатки этого решения.

[ViktKors]

в симуляторе раз плюнуть.

я догадываюсь

Offтопик:
Вероятно, стоит еще раз подчеркнуть (хотя вроде как я везде отмечал: "можно попробовать для этой схемы", "в данном случае" и т.п.), что включение генератора в разрыв цепи ООС возле входа ОУ - это упрощенный способ, который не является эквивалентом подачи сигнала от "стороннего" генератора (общеизвестный способ, он и показывался в более ранних постах).

В частности, входной импеданс (и активный и емкость!) ОУ легко могут быть учтены в привычной "разорваной" схеме (как дополнительная RC-цепочка, или можно прилепить отдельный ОУ специально для этого).
Если-же замыкать цепь ООС через генератор в цепи входа ОУ (генератор в "разрыве" ООС), входная проводимость оказывается "справа" от генератора, в то время как ее место - "слева". В итоге, отображение АФЧХ петлевого усиления может быть искажено критичным образом.
В схеме топикстартера большой ошибки не набегает (а та, что накопится, по-идее, окупится более стабильным режимом работы), потому поступать так можно.

Лучше конечно "разрывать петлю ООС генератором" там, где такой разрыв мало изменит АФЧХ звена (не важно, где именно петля разорвана, важны напряжения по обе стороны генератора). Скажем, ставить генератор между выходом усилителя и цепью обратной связи. Но описывать "где", "как", "почему" - долго и лень.

[Shaq]

Вот приблизительный и реалистичный на мой взгляд вариант компенсации данного УМ. На графике семейство характеристик для разных напряжений на выходе, минимум, ноль, максимум. Большого влияния в данном случае нет из-за достаточно низкой частоты пересечения нуля, но для успокоения надо проверять в любом случае. Компенсирующий ноль образованный R6C2 находится на частоте 140 кГц, что немного дальше чем на полдекады от точки пересения. Поидее можно подвинуть немного ближе.

Важно не упустить момент что R8||R19 C3 создают еще одну пару полюс - ноль.

[.Васильев]

ладно .Вот по отдельности посмотрел ООС и частотозависимую оос .Графики свел в одну картинку .

[Shaq]

Брутальность как она есть Вечером попробую открыть схему и посмотреть что там и как.

[viktor8m]

Скажем, ставить генератор между выходом усилителя и цепью обратной связи.

А по моему неправильно ставить генератор между чем-то и чем-то в цепях ООС, т.к. она тогда не разрывается и влияет на каскады усилителя. Правильно именно полностью разорвать цепь ООС (создав искуственную дополнительную ООС по пост. напряж.) и генератор включать относительно земли. Место разрыва в принципе можно выбрать любым (результат не меняется, меняется только точка ввода сигнала и точка считывания результата), но всегда приходится подключать согласующие цепи, чтобы не изменились импедансы с обоих сторон, поэтому, как и написАл в посте 321, для УМ наилучшим местом разрыва является выход усилителя, т.к. он зашунтирован низкоомной нагрузкой и никакие дополнительные согласующие цепи не нужны. При этом цепь ООС отсоединить от выхода УМ и подать туда сигнал (микровольты) от генератора относительно земли при разной амплитуде (но для реальных значений на выходе УМ), т.к. АЧХ может меняться на разном напряжении, так делают в железе и именно так надо делать и в симуляторе (это ближе всего к реальности).

ладно .

Советую сделать как я написАл выше в этом посте.

[.Васильев]

Я померяю ,померяю. Пока я прожавываю и накапливаю информацию.Но я заметил такую особенность.Усь в капе возбуждается при емкости частотозависимой ос менее33пф,от 33пф и до 2000пф работает устойчиво. при этом усиление первого оу возрастает. Но с учетом переходной характеристики емкость выше 750пф повышать не желательно.Я уверен,что при емкости 75-200пф в местной оос устойчив .Все чистенько так .

[ViktKors]

Offтопик:

.. полностью разорвать цепь ООС (создав искуственную дополнительную ООС по пост. напряж.) и генератор включать относительно земли.

Да не надо меня уговаривать
Так и делаю. Об этом-же и пост 270 (и дальше) писал.

Но справедливости ради, вот это несколько "интуитивное" утверждение

А по моему неправильно ставить генератор между чем-то и чем-то в цепях ООС, т.к. она тогда не разрывается и влияет на каскады усилителя.

не совсем корректно.
Если в заданом месте разрыв цепи ООС не влияет на ее параметры (например отрыв входа ОУ убирает его входную емкость из нагрузки резистивного делителя - параметры меняются), то ставить генератор в это место формально можно. Результаты не будут отличаться от привычных (в этом нетрудно убедиться в симуляторе, да и арифметика - пост 318).
Другое дело, как кому удобнее.

[Shaq]

Как-то конвергенция не любит ваш усилитель

[viktor8m]

Offтопик:
Результаты не будут отличаться от привычных (в этом нетрудно убедиться в симуляторе, да и арифметика - пост 318).

Offтопик:
Может с точки зрения арифметики ничего и не меняется, но меняется с точки зрения первого каскада усилителя. При реальной работе амплитуда сигнала на суммирующей точке параллельной ООС (вход первого каскада) очень мала, т.к. есть усиливаемый сигнал и сигнал ООС. При проверке петлевого усиления усиливаемого сигнала нет (точка приложения усиливаемого сигнала заземлена). Если цепь ООС оторвать от выхода усилителя и в эту точку подать такой сигнал от генератора (включенного между этой точкой и землёй), при котором на выходе усилителя будет реальное рабочее напряжение (скажем 10 В), то на входе первого каскада будет такое же малое напряжение, как и при реальном усилении. Если же генератор включить просто в разрыв ООС, то на входе первого каскада будет не реально большое напряжение. В железе такое не пройдёт, а симулятор обработает, но результат будет не совсем реальным.

[Shaq]

viktor8m,
АС анализ делается таким образом что результат уже не совсем реальный. Киловольтов на выходе усилителя не бывает Все расчитывается для начальных условий. Если надо посмотреть как изменится АФЧХ при смещении надо создать это самое смещение вручную.

[ViktKors]

Offтопик:

но меняется с точки зрения первого каскада усилителя. Если цепь ООС оторвать от выхода усилителя и в эту точку подать такой сигнал от генератора (включенного между этой точкой и землёй), при котором на выходе усилителя будет реальное рабочее напряжение (скажем 10 В), то на входе первого каскада будет такое же малое напряжение, как и при реальном усилении. Если же генератор включить просто в разрыв ООС, то ..

Это все верно, но не относится к предмету обсуждения.
AC Analysis в симуляторе не имеет дела с реальными амплитудами сигналов. Симулятор показывает т.н. малосигнальную АЧХ. Поэтому совершенно не важно, какие в симуляторе будут "виртуальные напряжения" в той или иной точке.
"Напряжение" генератора в этом режиме - это просто привязка к шкале уровней в дБ. Можно считать, что выбрано бесконечно малым, а потом результаты отмасштабированы так (т.е. просто умножены на некий коэффициент), как было бы, если бы уровень генератора был равен заданому.
Если хочется увидеть малосигнальную АЧХ при напряжении на выходе отличном от нуля (имхо, обязательно), то выход нужно просто "сместить" по постоянному току, например батарейкой (кстати, если усилитель неинвертирующий есть еще синфазное напряжение на входе, его по-хорошему тоже можно было-бы учесть).
Как это делать - вопрос удобства.

Естественно, в Transient анализе ситуация иная. Именно тут и смотрят обычно переходные процессы зависящие от амплитуды, скорости нарастания и т.п. Но это уже нечто другое, к устойчивости усилителя имеющее только косвенное отношение.

[audiomun]

стандартным способом нахождения петлевого усиления является отсоединение цепи ООС от выхода усилителя и подача на эту точку ООС сигнала генератора (амплитудой в микровольты), а потом поделить сигнал на выходе усилителя на сигнал генератора

Получается просто измерение Ку с разомкнутой ООС, а не петлевого усиления.

Ну несколько предпоследних страниц форума и были именно об этом (нетрудно убедиться), оказалось, что это как-то сложно и лучше-бы как-нибудь по-другому.

Думается, что в инвертирующем усилителе задача измерения петлевого усиления достаточно проста, поскольку оно равно отношению входного сигнала к сигналу на инвертирующем входе ОУ, применительно к данному случаю - отношение сигнала на левом выводе R1 к сигналу в точке B1(+ОУ), и не нужно ничего разрывать, усилитель сделал все сам, осталось только измерить. Вячеслав

[viktor8m]

Получается просто измерение Ку с разомкнутой ООС, а не петлевого усиления.

Почему, как раз петлевое. Мы разрывает ООС и подаём сигнал на вход ООС (не на вход первого каскада), а результат смотрим на выходе усилителя, значит отношение выходного напряжения к сигналу с этого генератора будет петлевым усилением, т.к. учитывает и передаточную характеристику цепи ООС (если ООС только резистивная, то конечно можно просто поделить Ку с разомкнутой ООС на коэф. деления резисторов ООС и не надо ничего разрывать, а если в цепи ООС есть реактивные элементы, то только генератором).

[ViktKors]

Думается, что в инвертирующем усилителе задача измерения петлевого усиления достаточно проста, поскольку оно равно отношению входного сигнала к сигналу на инвертирующем входе ОУ, применительно к данному случаю - отношение сигнала на левом выводе R1 к сигналу в точке B1(+ОУ)

Этот способ применим в простейших случаях, он упоминался в посте 277

Но в данном усилителе этот способ не дает информации об устойчивости в "главной" петле ООС, а относится только к устойчивости первого ОУ.
Второй-же ОУ входящий в состав усилителя уже как-бы предполагается охваченным своей местной ООС.

Если считать комплекс "ОУ2-выход" единым элементом (черный ящик), то все вроде как корректно. Только при этом теряется из виду, что сам этот "черный ящик" может оказаться неустойчивым, будучи охваченным дополнительной петлей ООС через ОУ1. Поэтому устойчивость в этой петле нужно проверять обязательно.
Более того, ИМХО, если этот комплекс оказывается устойчивым, устойчивым оказывается и весь усилитель, поскольку устойчивость первого ОУ уже "включена" в общую. Поэтому именно устойчивость в этой петле и стоит оценивать.

[Shaq]

Не было у меня вчер терпения разбираться почему в микрокапе схема отказывалась сходится на расчете начальной точки в 4 из 5 случаев
Накидал упрощенный аналог на тех моделях что были под рукой. Могу посоветовать ориентироваться на эти номиналы. И да, еще пришлесь немного "локализовать" вторую ОС с помощью С2 - про отрицательном смещении на выходе полюс ВК сильно сползал вниз и малая петля ОС явно хотела генерить Думаю это надо проработать поглубже уже с вашим ВК и моделями.

[.Васильев]

а входной фнч разве не отключали? С3 ?

[Shaq]

Для симуляции я немного изменяю схему. Но влияние этой цепи учтено, поскольку она создает еще один полюс и ноль в петлевом усилении, где-то на 72 и 144 кГц

[.Васильев]

Я чет всегда считал,что с фнч корректно не померять .Зря вы резистор между оу уменьшили до 1ком.2килоома там более удачно стоит.

[Shaq]

Вот что приблизительно вносит такая цепь ОС (без учета входного импеданса ОУ). Наверное имеет смысл увеличить С3, раза в полтора например.

Показаные номиналы не для "удачности", а для того что бы вы увидели соотношения между емкостями и сопротивлениями. И где должны быть нули схемы. Номиналы как всегда можно менять, оставляя неизменными общие соотношения.

[.Васильев]

С вашими номиналами на переходной свистит ,подвозбуждение прет офигенное,меняю номиналы резисторов до 2ком/0,68ком и все чистенько,конденсатор на выход второго оу сохранен естественно.