kmitajúci zosilňovač s LM675

[danhard]

L272M

[weed_smoker]

V DIL-8 na řízení motorů a obecně indukční zátěže znám L2722 (bejval v HDD s IDE nebo SCSI) a AN6650/AN6652,kterej bejval v magneťácích a gramofonech.Když nebyl,předělávalo se to na řízení s C1470LM v TO-126/4,kterej se hojně vyskytoval v levnějších strojích.

[Ivan_Ryger]

Páni, ďakujem všetkým za odpoveď. Problém som vyriešil s pôvodným LM675.
Skúsim zosumarizovať detaily:

Zosilňovač bol určený na napájanie vyhrievacieho telieska v servoslučke. Požiadavka bola, aby vyhrievač nevnášal do systému rušenie. Preto sme zvolili lineárny regulátor. Takže Šampónkov nápad s triedou D som nemohol použiť.

Druhá požiadavka bola výstupný rozsah napätia na teliesku s odporom min 1000 Ohm v rozmedzí 0-32V, s čo najväčším dynamickým rozsahom (nízky šum na výstupe, dobré PSRR).

Treťou požiadavkou bolo jednoduché napájanie zo zdroja max. 48V (s ohľadom na saturáciu operačných zosilňovačov).
Preto som zvolil kombináciu DC neinvertujúceho zosilňovača s obvodom virtuálnej nuly.

A teraz k riešeniu:
V prvom rade sa chcem ospravedlniť za nepresnú schému. Tá totiž pochádzala z Eagle a rátal som možnosti dodatočného blokovania. Kondenzátory C2 a C7 neboli od začiatku vôbec osadené. Namiesto nich bol v tesnej blízkosti s napájacími vývodmi oboch OZ kondenzátor 100nF blokujúci napájanie.

Pridávanei elektrolytických blokovacích kapacít v tomto prípade je neprípustné, keďže odoberaný prúd záťažou 1000 Ohm je malý, a teda netreba extrémne zdroje prúdu v podobe elektrolytov. Navyše, tieto by zbytočne zhoršovali prechodové javy pri zapínaní a vypínaní systému. Samotné vyhrievacie teliesko je veľmi citlivé na prúdové nárazy.

Úplným odpojením obvodu virtuálnej nuly sa ukázalo, že zosilňovač bol naďalej veľmi nestabilný. Ukázalo sa taktiež, že táto nestabilita bola necitlivá na rozptyl celkového napájacieho napätia Vcc medzi 12 až 40V a taktiež relatívnu polohu virtuálnej nuly voči napájaniu (4V až polovica Vcc).

Podľa Danhardovej rady som skúsil znižiť rezistory v spätnoväzobnom deliči na hodnoty 1-10kOhm. Bezo zmeny, nemalo to vplyv ani na frekvenciu oscilácií.

Zatĺkanie spätnoväzobnej slučky 1nF kondenzátorom situáciu len zhoršilo, keďže ten výrazne posunul fázu signálu na vstupe invertujúceho vstupu.

Pozitívna zmena nastala pri odpojení Bucherotovho člena z výstupu zosilňovača. Paradoxne tento člen mal zamedziť osciláciám na vysokých frekvenciáhc. Evidentne výrobca nenechal dostatočnú fázovú rezervu na vysokých frekvenciách (preto ju ani nedokumentoval v datasheete, taktiež nezverejňoval PSRR ako funkciu frekvencie, makro model v SPICE bol nepresný tiež, preto SPICE oscilácie neukázal).

Keďže odpor 1Ohm v Bucherotovom člene bol príliš malý pre tento prípad, tiekol snubberom relatívne veľký prúd, ktorý spôsoboval kolísanie napájacieho napätia a spätnoväzobná slučka sa cez ňu uzatvárala.

Akonáhle som pridal ďalší 1uF kondenzátor, amplitúda oscilácií čiastočne poklesla, no toto problém neriešilo.

V prípade, že som mal pripojený len jeden zosilňovač bez obvodu aktívnej nuly, s pripojeným Bucherotovým členom oscilácie mali amplitúdu cca 300mV. Po pripojení druhého operačného zosilňovača amplitúda oscilácií silne stúpla na cca 12V.

Problém sa podarilo vyriešiť zvýšením odporu v Bucherotovom člene na 4.7 Ohm, čím sa zosilňovač spolu s obvodom aktívnej nuly stal stabilný, a táto stabilita nebola citlivá ani na zmenu napájania, ani na zmenu teploty.

Pre istotu som do napájacej vetvy zaradil 10 Ohm odpor medzi napájanie oboch operačných zosilňovačov na zníženie prenosu cez napájaciu vetvu na týchto frekvenciách aspoň o 20dB.

Dúfam, že toto ešte niekomu pomôže.
Ivan

[danhard]

Druhá požiadavka bola výstupný rozsah napätia na teliesku s odporom min 1000 Ohm v rozmedzí 0-32V, s čo najväčším dynamickým rozsahom (nízky šum na výstupe, dobré PSRR).

Potom je ale pičovina to dělat takhle složitě

[Ivan_Ryger]

Danharde, vtedy ma nič jednoduchšie nenapadlo a nechcel som obťažovať ľudí tu.

Teraz, len tak pre zaujímavosť, akú schému by ste odporúčali?
Ešte som zabudol, treťou požiadavkou bolo, aby zosilňovač nedriftoval s teplotou.

[danhard]

Potřebuješ řízenej zdroj napětí.
Tak snad by stačil jednoduchej jednočinnej koncovej stupeň s tranzistory buzenej operákem se singl. napájením.
Dva tranzistory a LM358 za 5 kaček udělá lepší službu

[Ivan_Ryger]

Toto ma v prvom momente nenapadlo. Isteze, dalo by sa ist aj tou cestou. Len by som musel urobit opat nejaky zdroj zaporneho predpatia, aby ten OZ isiel od nuly. Len lm 358 neznasa velke napajacie napatie.
Kazdopadne, dakujem.

[danhard]

LM358 stačí asymetrické napájení a napěťové zesílení by dělal ten konec.

[Ivan_Ryger]

Letmý pohľad do datasheetu hovorí, že teoreticky by to mohlo pracovať. akurát viaceré tranzistory v tejto konfigurácii budú pracovať na hranici saturácie. Neviem ,čo by na to urobila teplota.
Túto kuriozitku uvádzajú taktiež priamo v datasheete.

http://www.ti.com/lit/ds/symlink/lm2904-n.pdf

[danhard]

To není žádná kuriozita, LM324 byla na to přímo konstruovaná, aby se vše zjednodušilo. Singl napájení, při +5V, vstup i výstup od 0 k 3,5V, na výstupu to umělo TTL úrovně, při té masovosti, které to dosáhlo byl 4x operák levnější než 4 tranzistory
Je to brouk, kterých bylo vyrobeno asi nejvíc na světě