Jaribio la Kurekebisha Usahihi: Hatua 11

2024 Mwandishi: John Day | [email protected]. Mwisho uliobadilishwa: 2024-01-30 12:52

Hivi majuzi nimefanya jaribio juu ya mzunguko wa marekebisho ya usahihi na kupata hitimisho mbaya. Kwa kuzingatia kuwa mzunguko wa usahihi wa kurekebisha ni mzunguko wa kawaida, matokeo ya jaribio hili yanaweza kutoa habari ya rejeleo.

Mzunguko wa majaribio ni kama ifuatavyo. Amplifier ya kufanya kazi ni AD8048, vigezo kuu ni: bandwidth kubwa ya ishara ya 160MHz, kiwango cha kuua cha 1000V / sisi. Diode ni SD101, diode ya Schottky na wakati wa kupona nyuma wa 1ns. Maadili yote ya kupinga yanatambuliwa kwa kutaja karatasi ya data ya AD8048.

Hatua ya 1:

Hatua ya kwanza ya jaribio: ondoa D2 kwenye mzunguko hapo juu, mzunguko mfupi D1, na ugundue majibu makubwa ya masafa ya ishara ya amplifier ya utendaji yenyewe. Upeo wa ishara ya pembejeo huhifadhiwa karibu 1V, masafa hubadilishwa kutoka 1MHz hadi 100MHz, pembejeo za pembejeo na pato hupimwa na oscilloscope, na faida ya voltage imehesabiwa. Matokeo ni kama ifuatavyo:

Katika masafa ya 1M hadi 100M, muundo wa wimbi hauna upotovu mkubwa unaonekana.

Mabadiliko ya faida ni kama ifuatavyo: 1M-1.02, 10M-1.02, 35M-1.06, 50M-1.06, 70M-1.04, 100M-0.79.

Inaweza kuonekana kuwa ishara kubwa iliyofungwa-kitanzi 3 dB cutoff frequency ya op amp hii ni karibu zaidi ya 100 MHz. Matokeo haya kimsingi yanalingana na safu kubwa ya majibu ya masafa ya ishara iliyotolewa katika mwongozo wa AD8048.

Hatua ya 2:

Katika hatua ya pili ya jaribio, diode mbili SD101A ziliongezwa. Ukubwa wa ishara ya pembejeo unabaki karibu na kilele cha 1V wakati unapima pembejeo na pato. Baada ya kutazama muundo wa wimbi la pato, kazi ya upimaji wa oscilloscope pia hutumiwa kupima thamani bora ya ishara ya kuingiza na wastani wa kipindi cha ishara ya pato, na kuhesabu uwiano wao. Matokeo ni kama ifuatavyo (data ni masafa, pato inamaanisha mV, pembejeo za rms mV, na uwiano wao: wastani wa pato / rms za kuingiza):

100kHz, 306, 673, 0.45

1MHz, 305, 686, 0.44

5MHz, 301, 679, 0.44

10MHz, 285, 682, 0.42

20MHz, 253, 694, 0.36

30MHz, 221, 692, 0.32

50MHz, 159, 690, 0.23

80MHz, 123, 702, 0.18

100MHz, 80, 710, 0.11

Inaweza kuonekana kuwa mzunguko unaweza kufikia urekebishaji mzuri kwa masafa ya chini, lakini kadiri mzunguko unavyoongezeka, usahihi wa marekebisho hupungua polepole. Ikiwa pato linategemea kHz 100, pato limepungua kwa 3 dB kwa takriban 30 MHz.

Umoja wa ishara kubwa unapata bandwidth ya AD8048 op amp ni 160MHz. Faida ya kelele ya mzunguko huu ni 2, kwa hivyo bandwidth ya kitanzi kilichofungwa ni karibu 80MHz (ilivyoelezewa hapo awali, matokeo halisi ya majaribio ni kubwa kidogo kuliko 100MHz). Pato la wastani la matone yaliyorekebishwa yanashuka na 3 dB, ambayo ni takriban 30 MHz, chini ya theluthi moja ya bandwidth iliyofungwa ya mzunguko chini ya jaribio. Kwa maneno mengine, ikiwa tunataka kufanya mzunguko wa usahihi wa kurekebisha na gorofa ya chini ya 3dB, upeo wa mzunguko wa mzunguko unapaswa kuwa angalau mara tatu kuliko mzunguko wa juu wa ishara.

Chini ni fomu ya wimbi la mtihani. Fomu ya mawimbi ya manjano ni muundo wa mawimbi ya terminal ya pembejeo vi, na muundo wa wimbi la bluu ni muundo wa wimbi la kituo cha pato.

Hatua ya 3:

Kadiri mzunguko unavyoongezeka, kipindi cha ishara kinakuwa kidogo na kidogo, na pengo linasababisha idadi inayoongezeka.

Hatua ya 4:

Kuchunguza pato la op amp kwa wakati huu (kumbuka kuwa sio vo) fomu ya wimbi, inaweza kupatikana kuwa muundo wa wimbi la op amp una upotoshaji mkali kabla na baada ya kuvuka sifuri. Hapo chini kuna maumbo ya wimbi katika pato la op amp kwa 1MHz na 10MHz.

Hatua ya 5:

Umbo la wimbi lililopita linaweza kulinganishwa na upotovu wa crossover katika mzunguko wa pato la kushinikiza. Ufafanuzi wa angavu umetolewa hapa chini:

Wakati voltage ya pato iko juu, diode imewashwa kabisa, na wakati huo ina kushuka kwa voltage ya bomba, na pato la op amp daima ni diode moja juu kuliko voltage ya pato. Kwa wakati huu, op amp inafanya kazi katika hali ya kukuza, kwa hivyo umbizo la wimbi ni wimbi nzuri la kichwa.

Kwa sasa ishara ya pato inavuka sifuri, moja ya diode mbili huanza kupita kutoka kwa upitishaji kwenda kwa kukatwa, wakati mabadiliko mengine kutoka mbali hadi mbele. Wakati wa mpito huu, impedance ya diode ni kubwa sana na inaweza kukadiriwa kama mzunguko wazi, kwa hivyo op amp kwa wakati huu haifanyi kazi katika hali ya mstari, lakini karibu na kitanzi wazi. Chini ya voltage ya uingizaji, op amp itabadilisha voltage ya pato kwa kiwango cha juu kabisa kuleta diode katika upitishaji. Walakini, kiwango cha kuuawa cha amp amp ni mdogo, na haiwezekani kuongeza voltage ya pato ili kufanya diode iwashe kwa papo hapo. Kwa kuongezea, diode ina wakati wa mpito kutoka kwa kuzima au kutoka au kuzima. Kwa hivyo kuna pengo katika voltage ya pato. Kutoka kwa wimbi la pato la op amp hapo juu, inaweza kuonekana jinsi utendaji wa kuvuka sifuri kwa pato "unavyojitahidi" katika jaribio la kubadilisha voltage ya pato. Vifaa vingine, pamoja na vitabu vya kiada, vinasema kuwa kwa sababu ya maoni hasi ya op amp, kutokuwa na mwelekeo wa diode hupunguzwa kuwa 1 / AF asili. Walakini, kwa kweli, karibu na kuvuka sifuri kwa ishara ya pato, kwani op amp iko karibu na kitanzi wazi, fomula zote za maoni hasi ya op amp sio batili, na kutokuwa na mwelekeo wa diode haiwezi kuchambuliwa na kanuni hasi ya maoni.

Ikiwa masafa ya ishara yamezidi kuongezeka, sio tu shida ya kiwango cha kuuawa, lakini majibu ya masafa ya op amp yenyewe pia yameharibika, kwa hivyo muundo wa mawimbi ya pato unakuwa mbaya kabisa. Takwimu hapa chini inaonyesha muundo wa wimbi la pato kwa masafa ya ishara ya 50MHz.

Hatua ya 6:

Jaribio la awali lilikuwa msingi wa op amp AD8048 na diode SD101. Kwa kulinganisha, nilifanya jaribio la kubadilisha kifaa.

Matokeo ni kama ifuatavyo:

1. Badilisha op amp na AD8047. Bandwidth kubwa ya ishara ya op amp (130MHz) iko chini kidogo kuliko AD8048 (160MHz), kiwango cha kuuawa pia ni cha chini (750V / us, 8048 ni 1000V / us), na faida ya wazi ni karibu 1300, ambayo pia ni chini kuliko miaka ya 8048 2400..

Matokeo ya majaribio (masafa, wastani wa pato, rms za kuingiza, na uwiano wa hizo mbili) ni kama ifuatavyo:

1M, 320, 711, 0.45

10M, 280, 722, 0.39

20M, 210, 712, 0.29

30M, 152, 715, 0.21

Inaweza kuonekana kuwa upunguzaji wake wa 3dB ni chini ya kidogo kwa 20MHz. Bandwidth iliyofungwa ya mzunguko huu ni karibu 65MHz, kwa hivyo kushuka kwa wastani wa pato la 3dB pia ni chini ya theluthi moja ya bandwidth iliyofungwa ya mzunguko.

2. Badilisha SD101 na 2AP9, 1N4148, nk, lakini matokeo ya mwisho ni sawa, hakuna tofauti kubwa, kwa hivyo sitairudia hapa.

Kuna pia mzunguko ambao unafungua D2 katika mzunguko kama inavyoonyeshwa hapa chini.

Hatua ya 7:

Tofauti muhimu kati yake na mzunguko unaotumia diode mbili (baadaye inajulikana kama mzunguko wa bomba-mbili) ni kwamba katika mzunguko wa bomba-mbili, amplifier ya kufanya kazi iko tu katika hali ya kitanzi wazi karibu na kuvuka sifuri kwa ishara, na mzunguko huu (baadaye unajulikana kama mzunguko wa bomba moja) Operesheni katikati iko katika hali ya kitanzi wazi kabisa kwa nusu ya kipindi cha ishara. Kwa hivyo ujanibishaji wake dhahiri ni mbaya zaidi kuliko mzunguko wa bomba-mbili.

Hapa chini kuna muundo wa wimbi la mzunguko huu:

100kHz, sawa na mzunguko wa bomba-mbili, pia ina pengo wakati diode imewashwa. Inapaswa kuwa na matuta mahali pa asili. Ishara ya pembejeo hupitishwa moja kwa moja kupitia vipinzani viwili 200 ohm. Inaweza kuepukwa kwa kuboresha kidogo mzunguko. Haina uhusiano wowote na shida ambazo tutajadili hapa chini. Ni 1MHz.

Hatua ya 8:

Fomu hii ya mawimbi ni wazi tofauti na mzunguko wa bomba mbili. Mzunguko wa bomba-mbili una ucheleweshaji wa takriban ns 40 kwa masafa haya, na ucheleweshaji wa mzunguko wa bomba moja ni ns 80, na kuna mlio. Sababu ni kwamba op amp iko wazi kabisa kabla ya diode kuwashwa, na pato lake liko karibu na voltage hasi ya usambazaji, kwa hivyo baadhi ya transistors zake za ndani lazima ziwe katika kueneza kwa kina au hali ya kina. Wakati pembejeo inavuka sifuri, transistors ambazo ziko katika "usingizi mzito" kwanza "zinaamka", na kisha voltage ya pato imeinuliwa kwa diode kwa kiwango cha kuuawa.

Kwa masafa ya chini, kiwango cha kuongezeka kwa ishara ya kuingiza sio juu, kwa hivyo athari za michakato hii hazionyeshwi (kama ilivyo kwa 100k hapo juu), na baada ya mzunguko kuwa juu, kiwango cha ishara kwenye pembejeo ni kubwa, kwa hivyo "kuamka" transistor. Voltage ya uchochezi au ya sasa itaongezeka, ambayo husababisha kupigia.

Hatua ya 9:

5MHz. Kimsingi hakuna marekebisho katika masafa haya.

Hatua ya 10: Hitimisho

Kulingana na majaribio hapo juu, hitimisho zifuatazo zinaweza kutolewa:

1. Wakati masafa ni ya chini sana, kutokuwa na mwelekeo wa diode huondolewa na maoni hasi ya kina cha amp amp, na mzunguko wowote unaweza kupata athari nzuri ya kurekebisha.

2. ikiwa unataka kufikia marekebisho ya usahihi wa juu zaidi, mzunguko wa bomba moja haukubaliki.

3. hata na nyaya mbili-bomba, kiwango cha kuuawa na upelekaji wa op amp utaathiri sana usahihi wa urekebishaji katika masafa ya juu. Jaribio hili huleta uhusiano wa kimapenzi chini ya hali fulani: ikiwa ubaridi wa pato unahitajika kuwa 3 dB, upeo wa mzunguko wa mzunguko (sio GBW ya op amp) ni angalau mara tatu kuliko ishara kubwa zaidi mzunguko. Kwa kuwa bandwidth ya kitanzi kilichofungwa kila wakati iko chini ya au sawa na GBW ya op amp, marekebisho ya usahihi wa ishara ya masafa ya juu inahitaji GBW op amp ya juu sana.

Hii pia ni hitaji la gorofa ya pato la 3 dB. Ikiwa utaftaji wa juu wa pato unahitajika katika bendi ya ishara ya kuingiza, majibu ya masafa ya op amp yatakuwa ya juu.

Matokeo hapo juu yalipatikana tu chini ya hali maalum ya jaribio hili, na kiwango cha kuuawa cha amp amp hakizingatiwi, na kiwango cha kuuawa ni jambo muhimu sana hapa. Kwa hivyo, ikiwa uhusiano huu unatumika chini ya hali zingine, mwandishi hathubutu kuhukumu. Jinsi ya kuzingatia kiwango cha kuuawa pia ni swali linalofuata kujadiliwa.

Walakini, katika mzunguko wa marekebisho ya usahihi, kipimo cha op amp kinapaswa kuwa kikubwa zaidi kuliko masafa ya juu zaidi ya ishara.