Форум программистов, компьютерный форум, киберфорум
Блоки питания и аккумуляторы
Войти
Регистрация
Восстановить пароль
 
Рейтинг 4.94/32: Рейтинг темы: голосов - 32, средняя оценка - 4.94
kyv
1

Небольшой вопрос про операционный усилитель

26.04.2016, 02:59. Показов 5808. Ответов 16
Метки нет (Все метки)

У меня есть следующая схема:


http://**************************/download/file.php?id=27656&sid=879c582f9ebfbce3a311b9c9e2f75d67

Как можно заметить, это дифференциальный усилитель, при этом средняя точка для него идёт с буфера на другом ОУ, который усиливает результат интегрирования ШИМ (ШИМ не меняется в ходе работы схемы).
Так вот, пока входы дифференциального усилителя никуда не подключены, всё хорошо. На C1 стабильное напряжение с небольшими пульсациями. На выходе OP1 такое же, но с микроскопической ВЧ-помехой. Однако если на входы дифференциального усилителя подать реальный сигнал, то начинаются проблемы. Сигнал представляет собой короткие импульсы (несколько микросекунд) амплитудой порядка 12 вольт (около 12В вольт подаётся на оба входа дифференциального усилителя, мерится разность между ними). При этом каких-либо претензий к работе дифференциального усилителя нет. Проблемы начинаются с буфером OP1. При появлении коротких импульсов 12В, подключенных через резисторы 47кОм + 10кОм, начинаются искажения выходного сигнала (отклонения до 0.5-1В на время импульса, затем тут же нормализуется), которые, в итоге влияют и на выход дифференциального усилителя (ещё бы, средняя точка плавает). Насколько я понимаю, поскольку входное сопротивление OP2 очень велико, то можно рассматривать просто, что на выход OP1 подаётся 12В через сопротивление 57 кОм.

В качестве обоих операционных усилителей используется LM358.

Почему происходят такие искажения выходного сигнала буфера? Как их избежать? Proteus подобные проблемы не симулирует, они были выяснены уже после сборки схемы в реальности и тыканья в неё осциллографом.
Programming
Эксперт
94731 / 64177 / 26122
Регистрация: 12.04.2006
Сообщений: 116,782
26.04.2016, 02:59
Ответы с готовыми решениями:

Двухканальный усилитель на одной плате: вопрос про землю
Подскажите новичку, как лучше собрать усилок на LM1875. Взять два отдельных блока на одной плате,...

Неиспользуемый операционный усилитель
Операционный усилитель - LM324N, состоит из 4-ёх одинаковых усилителей. Использую только два....

Proteus + операционный усилитель
Нарисовал схему в протеусе... http://cs627716.vk.me/v627716373/54da/noOo-Fnrkhg.jpg Результат...

Операционный усилитель, какая то лажа
Приветствую. Вот собираю плату "контроллера" для личных нужд. Тешился установить датчик температуры...

__________________
16
0 / 0 / 0
Регистрация: 29.11.2012
Сообщений: 396
26.04.2016, 09:23 2
Цитата Сообщение от kyv
У меня есть следующая схема:
1.gif
... Проблемы начинаются с буфером OP1. При появлении коротких импульсов 12В, подключенных через резисторы 47кОм + 10кОм, начинаются искажения выходного сигнала (отклонения до 0.5-1В на время импульса, затем тут же нормализуется), которые, в итоге влияют и на выход дифференциального усилителя (ещё бы, средняя точка плавает). Насколько я понимаю, поскольку входное сопротивление OP2 очень велико, то можно рассматривать просто, что на выход OP1 подаётся 12В через сопротивление 57 кОм.

В качестве обоих операционных усилителей используется LM358.

Почему происходят такие искажения выходного сигнала буфера? Как их избежать? Proteus подобные проблемы не симулирует, они были выяснены уже после сборки схемы в реальности и тыканья в неё осциллографом.
или я не проснулся или лыжы не снял...
для начала схему нормальную покажите.
LM358 это сдоенный ОУ.
какие проблеммы с ОР1 и причем тут резисторы 47К + 10К если они у него на выходе стоят???
где на схеме резистор на 57К ???
средняя точка в каком месте, если на выходе ОР1 12В через не существующее сопротивление...

/* пойду кофе попью... */
0
kyv
26.04.2016, 10:34 3
57 кОм я имел ввиду сумму 47к и 10к. Ведь OP2 должен минимально влиять своим входом на резисторы, так что можно рассмотреть, будто бы они соединены последовательно.

На OP2 построен дифференциальный усилитель. А среднюю точку для него создаёт OP1. Проблема в том, что на выходе OP1 напряжение дистабилизируется, когда на верхний вход дифференциального усилителя попадает 12 вольт. Это видно на осциллографе - на входе OP1 стабильное напряжение всё время, а на выходе появляется иголочка когда на верхнем входе оказывается импульс 12В.
0 / 0 / 0
Регистрация: 07.02.2106
Сообщений: 3,113
26.04.2016, 11:48 4
Если есть подозрения за забивание ВЧ, то поставьте небольшие _одинаковые_ конденсаторы - параллельно R3 и от R1/R2 на землю.
0
0 / 0 / 0
Регистрация: 31.01.2013
Сообщений: 1,625
26.04.2016, 15:39 5
Выброс на выходе от влияния помехи зависит от быстродействия ОУ. Для минимизации выброса нужно подобрать другой ОУ, более быстрый, с низким выходным сопротивлением. Причем в документации часто бывает график "зависимость выходного сопротивления от частоты при замкнутой петле ООС". Если этот график есть, то этому моменту уделено особое внимание и выброс будет минимальный.

Можно также просто тупо зашунтировать выход первого каскада на землю емкостью 1000 пф.
0
0 / 0 / 0
Регистрация: 29.11.2012
Сообщений: 396
26.04.2016, 16:57 6
посмотрите что происходит на выводах питания LM358 в момент коротких импульсов и на выходе ОР2
конденсатор не надо ставить инверсный вход/земля это усилит вч сигнал
выходное сопротивление LM358 низкое, и помехи которые там видите это скорее всего по питанию идут.
R1 и R2 нельзя расматривать как одно сопротивление.
попробуйте на прямой вход ОР2 поставить конденсатор 1мкФ последовательно с резистором 10 Ом на землю, должно помочь, если помеха не по питанию.

с какой частотой импульсы на оба Input поступают?
0
kyv
26.04.2016, 18:49 7

http://**************************/download/file.php?id=27660&sid=879c582f9ebfbce3a311b9c9e2f75d67

Вот осциллограмма. Голубой график - 12-вольтовые импульсы, жёлтый график - напряжение на выходе буфера (масштаб графиков разный, см. обозначения в левом верхнем углу).
Это подтверждает ваше предположение? Сегодня не могу уже опробовать ваш совет, но завтра попробую.

Тыкался осциллографом в ножки питания ОУ - там всё чисто и гладко.
0 / 0 / 0
Регистрация: 07.02.2106
Сообщений: 2,309
27.04.2016, 00:21 8
Сталкивался с такой же проблемой.

Когда есть импульсы с крутыми фронтами (а тут явно десятки наносекунд длительность фронта) - очень сильное влияние оказывают проходные емкости. То есть емкостные связи по корпусу например, или на кристалле т.п. Посмотрите на помеху на выходе: пики как раз на фронтах, а значит это как раз проходная емкость сказывается.

Как бороться? Есть ряд мер которые надо соблюсти:
1. По питанию на каждый корпус надо хорошие кондюки. Электролит с керамикой или просто много керамики. Я ставил не менее 1мкФ на корпус, некоторые рекомендуют ставить электролит на 10мкФ и в параллель керамику 1мкФ.
2. Усилитель надо брать с наименьшими проходными емкостями, а это, как правило, быстрые усилители. Быстрый - это значит с большой скоростью нарастания сигнала. Не обязательно что он будет ВЧ, хотя большинство ВЧ операционников имеют и малые проходные емкости.
3. Раз ШИМ не меняется быстро, то имеет смысл на выходе первого повторителя поставить как минимум кондюк, а лучше LC цепочку. Если кондюк в этой цепи не желателен, то можно просто поставить на выход последовательно индуктивность или хотя бы ферритовую бусину, чтобы ВЧ сигнал не лез прямо на вход.
4. Хороший тон - навесить ферритовые бусины еще и по питанию.
0
0 / 0 / 0
Регистрация: 31.01.2013
Сообщений: 1,625
27.04.2016, 01:09 9
Ставлю на свою версию.
0
kyv
27.04.2016, 01:17 10
Когда на выходе буфера был конденсатор 100 нФ получалось что-то типа автогенерации - на выходе буфера была синусоида, вне зависимости от наличия входного сигнала 12В. Я опробую сегодня ваши предложения. Большое спасибо. Можете, кстати, подсказать какой-нибудь недорогой и распространённый ОУ (чтобы не заказывать его из Китая), который бы имел более хорошие характеристики, чем LM358?
0 / 0 / 0
Регистрация: 28.10.2010
Сообщений: 893
27.04.2016, 01:41 11
Цитата Сообщение от yiv91
Выброс на выходе от влияния помехи зависит от быстродействия ОУ. Для минимизации выброса нужно подобрать другой ОУ, более быстрый, с низким выходным сопротивлением.
----------------------
Можно также просто тупо зашунтировать выход первого каскада на землю емкостью 1000 пф.
Второе предложение сомнительное, а по быстродействию - так и есть.


http://**************************/download/file.php?id=27666&sid=879c582f9ebfbce3a311b9c9e2f75d67
0
0 / 0 / 0
Регистрация: 07.02.2106
Сообщений: 3,113
27.04.2016, 01:42 12
kyv, всё очень просто(с) Машина Времени.
Нет бОльшей пакости, чем повторитель на операционнике. Крайне не желательно использовать его в этом включении. Ну, собственно, это вы и "получили".
Мод платы вряд-ли будете делать, поэтому стоит обойтись простыми средствами. А именно, поставьте _после_ повторителя RC цепочку. Скажем, 1к и 0.1uF. Попутно это будет второй фильтр PWM. Конденсатор можно увеличить, а резистор уменьшать не стоит. Вешать конденсатор прямо на выход операционника нельзя, возбудится.

Если хотите менять (шило на мыло - см. выше), попробуйте TL082.

По поводу формы сигнала на выходе операционника. Опять же, "всё очень просто", ОС в операционнике "уже" не работает и выходной каскад предоставлен сам-себе. Вот и следует "Z"состояние по ВЧ. ))
0
0 / 0 / 0
Регистрация: 31.01.2013
Сообщений: 1,625
27.04.2016, 08:20 13
Выбирайте :)


http://**************************/download/file.php?id=27669&sid=879c582f9ebfbce3a311b9c9e2f75d67


http://**************************/download/file.php?id=27668&sid=879c582f9ebfbce3a311b9c9e2f75d67
0
0 / 0 / 0
Регистрация: 31.01.2013
Сообщений: 1,625
27.04.2016, 08:21 14
Намба ту.


http://**************************/download/file.php?id=27671&sid=879c582f9ebfbce3a311b9c9e2f75d67


http://**************************/download/file.php?id=27670&sid=879c582f9ebfbce3a311b9c9e2f75d67
0
0 / 0 / 0
Регистрация: 31.01.2013
Сообщений: 1,625
27.04.2016, 08:26 15
И да, надо бы зафильтровать сигналы, но без фанатизма, оставить ровно ту полосу, что реально нужна. Если на входе медленное изменение, то поставить RC цепь, как посоветовал u37. Импульсные сигналы на диф.ус. тоже замедлить до реально нужной полосы, постаравшись при этом не испохабить прямоугольную форму, если это важно. Добавление индуктивностей, считаю, ухудшит ситуацию, т.к. ОУ с G=+1 и так ведет себя как индуктивность, а лучше, чтобы он вел себя как емкость.

upd

В качестве дополнительной меры стоит рассмотреть возможность уменьшения петлевого усиления во входном буфере, т.е., сделать из него усилитель с G=10, это уменьшит влияние сигнала ООС на вход и его будет меньше колбасить не по делу.
0
0 / 0 / 0
Регистрация: 23.03.2012
Сообщений: 1,017
27.04.2016, 11:49 16
А если использовать разные корпуса для OP1 и OP2, эффект проявляется?
0
kyv
27.04.2016, 12:43 17
Операционные усилители у меня в разных корпусах. Второй канал не используется (вход + подключен к одному полюсу питания, вход - к другому, выход висит в воздухе).
IT_Exp
Эксперт
87844 / 49110 / 22898
Регистрация: 17.06.2006
Сообщений: 92,604
27.04.2016, 12:43

Заказываю контрольные, курсовые, дипломные работы и диссертации здесь.

Операционный усилитель: изменение направления вычитания
Приветствую всех! Есть вопрос: как можно в рантайме менять направление вычитания на операционном...

Операционный усилитель AD623. Что за вывод Ref?
Аналог в советских справочниках "смещение нуля"? Поясните.

Операционный усилитель и Стабилизатор для датчика Холла.
Собираюсь использовать датчик Холла для измерения линейных перемещений. Посоветуйте какой...

Вопрос про усилитель
Есть 4 х канальный усилитель, автомобильный, на микросхемах TA7270P, судя по всему одна микросхема...

Операционный усилитель
Помогите разработать схему микрофонного усилителя на оу LM358N. Может у кого ссылочка есть на...

Операционный усилитель
Доброго времени суток. Мне требуется обеспечить однополярное питание на ОУ. Дело в том, что ОУ это...


Искать еще темы с ответами

Или воспользуйтесь поиском по форуму:
17
Ответ Создать тему
Опции темы

КиберФорум - форум программистов, компьютерный форум, программирование
Powered by vBulletin® Version 3.8.9
Copyright ©2000 - 2021, vBulletin Solutions, Inc.