Aniq tuzatish tajribasi: 11 qadam

2024 Muallif: John Day | [email protected]. Oxirgi o'zgartirilgan: 2024-01-30 13:25

Men yaqinda aniq tuzatish sxemasi bo'yicha tajriba o'tkazdim va qo'pol xulosalar oldim. Nozik rektifikator sxemasi umumiy sxema ekanligini hisobga olsak, bu tajriba natijalari ba'zi ma'lumot ma'lumotlarini berishi mumkin.

Tajriba sxemasi quyidagicha. Operatsion kuchaytirgich AD8048 bo'lib, asosiy parametrlari quyidagilardir: katta signalli o'tkazish qobiliyati 160 MGts, tezligi 1000 V / us. Diyot - bu SD101, teskari tiklanish vaqti 1ns bo'lgan Schottky diodi. Rezistorlarning barcha qiymatlari AD8048 ma'lumot varag'i asosida aniqlanadi.

1 -qadam:

Tajribaning birinchi bosqichi: yuqoridagi zanjirda D2 ni, D1 qisqa tutashuvini uzing va operatsion kuchaytirgichning o'zi katta signal chastotali javobini aniqlang. Kirish signalining tepaligi 1 V atrofida saqlanadi, chastota 1 MGts dan 100 MGts gacha o'zgartiriladi, kirish va chiqish amplitudalari osiloskop yordamida o'lchanadi va kuchlanish kuchayishi hisoblab chiqiladi. Natijalar quyidagicha:

1M dan 100M gacha bo'lgan chastota diapazonida to'lqin shakli sezilarli buzilishlarga ega emas.

Daromad o'zgarishi quyidagicha: 1M-1.02, 10M-1.02, 35M-1.06, 50M-1.06, 70M-1.04, 100M-0.79.

Ko'rinib turibdiki, bu op-ampning yopiq pastadirli 3 dB katta uzilish chastotasi 100 MGts dan biroz ko'proq. Bu natija asosan AD8048 qo'llanmasida berilgan katta signal chastotali javob egri chizig'iga to'g'ri keladi.

2 -qadam:

Tajribaning ikkinchi bosqichida ikkita SD101A diod qo'shildi. Kirish va chiqishni o'lchash paytida kirish signalining amplitudasi 1V atrofida bo'ladi. Chiqish to'lqin shaklini kuzatgandan so'ng, osiloskopning o'lchash funktsiyasi kirish signalining samarali qiymatini va chiqish signalining davriy o'rtacha qiymatini o'lchash va ularning nisbatlarini hisoblash uchun ham ishlatiladi. Natijalar quyidagicha (ma'lumotlar chastota, chiqish o'rtacha mV, kirish rms mV va ularning nisbati: chiqish o'rtacha / kirish rms):

100 kHz, 306, 673, 0,45

1 MGts, 305, 686, 0,44

5 MGts, 301, 679, 0,44

10 MGts, 285, 682, 0,42

20 MGts, 253, 694, 0.36

30 MGts, 221, 692, 0.32

50 MGts, 159, 690, 0,23

80 MGts, 123, 702, 0.18

100 MGts, 80, 710, 0.11

Ko'rinib turibdiki, sxema past chastotalarda yaxshi rektifikatsiyaga erishishi mumkin, lekin chastota oshgani sayin to'g'rilash aniqligi asta -sekin kamayadi. Agar chiqish 100 kHz ga asoslangan bo'lsa, chiqish taxminan 30 MGts da 3 dB ga kamaygan.

AD8048 op kuchaytirgichining katta signalli birlik o'tkazish qobiliyati 160 MGts. Bu kontaktlarning zanglashiga olib kelishi 2 ga teng, shuning uchun yopiq pastadirli tarmoqli kengligi taxminan 80 MGts ni tashkil etadi (ilgari tasvirlangan, haqiqiy eksperimental natija 100 MGts dan biroz kattaroq). Rektifikatsiyalangan chiqishning o'rtacha chiqishi 3 dB ga kamayadi, bu taxminan 30 MGts ni tashkil etadi, bu sinov o'tkazilayotgan kontaktlarning zanjirining yopiq halqasining uchdan biridan kam. Boshqacha qilib aytganda, agar biz tekisligi 3dB dan past bo'lgan aniqlikdagi to'g'rilash sxemasini qilmoqchi bo'lsak, kontaktlarning zanjirining yopiq halqasi signalning eng yuqori chastotasidan kamida uch baravar yuqori bo'lishi kerak.

Quyida sinov to'lqin shakli ko'rsatilgan. Sariq to'lqin shakli - kirish terminalining to'lqin shakli, ko'k - to'lqin shakli - chiqish terminalining to'lqin shakli.

3 -qadam:

Chastotani ko'payishi bilan signal davri tobora kichrayib boradi va bo'shliq ortib borayotgan ulushga to'g'ri keladi.

4 -qadam:

Op -ampning chiqish vaqtini (bu vo emasligini esda tuting) to'lqin shakliga qarab, op -ampning chiqish to'lqin shakli nolli o'tishdan oldin va keyin jiddiy buzilishlarga ega ekanligini aniqlash mumkin. Quyida 1 MGts va 10 MGts chastotali op amp chiqishidagi to'lqin shakllari keltirilgan.

5 -qadam:

Oldingi to'lqin shaklini push-pull chiqish pallasida o'zaro faoliyat buzilish bilan solishtirish mumkin. Intuitiv tushuntirish quyida keltirilgan:

Chiqish kuchlanishi yuqori bo'lganda, diod to'liq yoqiladi, shu vaqt ichida u quvurlar kuchlanishining pasayishiga olib keladi va op -amperning chiqishi har doim chiqish voltajidan bir diod yuqori bo'ladi. Bu vaqtda op amp chiziqli kuchaytirgich holatida ishlaydi, shuning uchun chiqish to'lqini yaxshi sarlavha to'lqini.

Chiqish signali nolni kesib o'tganda, ikkita dioddan biri o'tkazuvchanlikdan uzilishga, ikkinchisi esa o'chirishdan tortib yonishga o'tadi. Bu o'tish davrida diodning impedansi juda katta va uni ochiq zanjir sifatida taxmin qilish mumkin, shuning uchun op -amper bu vaqtda chiziqli holatda ishlamaydi, lekin ochiq ko'chaga yaqin. Kirish voltaji ostida, op -amp diodni o'tkazuvchanlikka etkazish uchun chiqish voltajini maksimal tezlikda o'zgartiradi. Shu bilan birga, op -ampning aylanish tezligi cheklangan va diodni bir zumda yoqish uchun chiqish voltajini oshirish mumkin emas. Bunga qo'shimcha ravishda, diodning o'chirishdan o'chirishga yoki o'chirishga o'tish vaqti bor. Shunday qilib, chiqish voltajida bo'shliq mavjud. Yuqoridagi op-amp chiqishining to'lqin shaklidan chiqish voltajini o'zgartirishga urinishda chiqishning nol kesishuvi qanday "kurashayotganini" ko'rish mumkin. Ba'zi materiallarda, shu jumladan darsliklarda aytilishicha, op -ampning salbiy salbiy teskari aloqasi tufayli diodning chiziqli emasligi asl 1/AF ga kamayadi. Biroq, aslida, chiqish signalining nol kesishishi yaqinida, chunki op kuchaytirgichi ochiq tsiklga yaqin bo'lgani uchun, op -ampning salbiy teskari aloqa uchun barcha formulalari yaroqsiz va diodning chiziqli emasligi tahlil qilinmaydi. salbiy teskari aloqa printsipi.

Agar signal chastotasi yanada oshsa, nafaqat tezlik muammosi, balki operatsion kuchaytirgichning o'zi ham yomonlashadi, shuning uchun chiqish to'lqinlari shakli yomonlashadi. Quyidagi rasmda 50 MGts chastotali chiqish to'lqin shakli ko'rsatilgan.

6 -qadam:

Oldingi tajriba AD8048 op amfi va SD101 diodiga asoslangan edi. Taqqoslash uchun, men qurilmani almashtirish uchun tajriba o'tkazdim.

Natijalar quyidagicha:

1. Op kuchaytirgichni AD8047 bilan almashtiring. Quvvat kuchaytirgichining katta signal o'tkazish qobiliyati (130 MGts) AD8048 (160 MGts) dan bir oz pastroq, aylanish tezligi ham past (750 V/biz, 8048-1000 V/us) va ochiq uzluksiz daromad 1300 ga yaqin. 8048 -yillarning 2400 -dan past.

Tajriba natijalari (chastota, o'rtacha chiqish, kirish tezligi va ikkalasining nisbati) quyidagicha:

1M, 320, 711, 0,45

10M, 280, 722, 0.39

20M, 210, 712, 0.29

30M, 152, 715, 0.21

Ko'rinib turibdiki, uning 3dB susayishi 20 MGts da biroz pastroq. Yopiq pastadirli tarmoqli kengligi taxminan 65 MGts ni tashkil qiladi, shuning uchun 3dB chiqishining o'rtacha pasayishi ham yopiq pastadir tarmoqli kengligining uchdan bir qismidan kam.

2. SD101 -ni 2AP9, 1N4148 va boshqalar bilan almashtiring, lekin yakuniy natijalar o'xshash, jiddiy farq yo'q, shuning uchun men ularni bu erda takrorlamayman.

Quyida ko'rsatilgandek, kontaktlarning zanglashiga olib keladigan D2 ni ochadigan sxemasi ham mavjud.

7 -qadam:

Ikki diodli (bundan buyon matnda ikkita quvurli deb ataladi) ishlatiladigan sxemaning muhim farqi shundaki, er-xotin trubkali zanjirda ish kuchaytirgichi signalning nol kesishishi yaqinida faqat ochiq pastadir holatidadir., va bu sxema (bundan keyin bitta quvurli zanjir deb ataladi) O'rtadagi operatsiya signal davrining yarmi uchun to'liq ochiq pastadir holatidadir. Shunday qilib, uning chiziqli emasligi, albatta, ikki quvurli sxemaga qaraganda ancha jiddiyroqdir.

Quyida ushbu sxemaning chiqish to'lqin shakli ko'rsatilgan:

Ikki trubkali sxemaga o'xshash 100 kHz, diod yoqilganda ham bo'sh joy bor. Dastlabki joyda bir nechta burmalar bo'lishi kerak. Kirish signali to'g'ridan -to'g'ri ikkita 200 ohmli rezistorlar orqali uzatiladi. Zanjirni biroz yaxshilash orqali buning oldini olish mumkin. Biz quyida muhokama qiladigan muammolarga hech qanday aloqasi yo'q. Bu 1 MGts.

8 -qadam:

Bu to'lqin shakli ikki quvurli sxemadan aniq farq qiladi. Ikki quvurli kontaktlarning zanglashiga olib keladigan chastotada taxminan 40 ns kechikish bor, va bitta quvurli kontaktlarning zanglashiga 80 ns va qo'ng'iroq bor. Buning sababi shundaki, diod yoqilgunga qadar op-amp to'liq ochiq-oydin bo'ladi va uning chiqishi manfiy manba kuchlanishiga yaqin, shuning uchun uning ba'zi ichki tranzistorlari chuqur to'yinganlik yoki o'chirilgan holatda bo'lishi kerak. Kirish nolni kesib o'tganda, "chuqur uyqu" holatida bo'lgan tranzistorlar birinchi navbatda "uyg'onadi", so'ngra chiqish voltaji diodga ko'tarilish tezligida ko'tariladi.

Pastroq chastotalarda kirish signalining ko'tarilish tezligi yuqori emas, shuning uchun bu jarayonlarning ta'siri ko'rsatilmaydi (yuqoridagi 100kda bo'lgani kabi) va chastota yuqori bo'lgandan keyin kirishda signal tezligi katta bo'ladi., shunday qilib, tranzistorni "uyg'otadi". Qo'zg'alish kuchlanishi yoki tok kuchayadi, bu esa qo'ng'iroqni keltirib chiqaradi.

9 -qadam:

5 MGts. Bu chastotada asosan tuzatish yo'q.

10 -qadam: Xulosa

Yuqoridagi tajribalar asosida quyidagi xulosalar chiqarish mumkin:

1. Chastotasi juda past bo'lganda, diodning chiziqli bo'lmaganligi op -amp chuqurligining salbiy teskari aloqasi bilan yo'q qilinadi va har qanday kontaktlarning zanglashiga olib kelishi mumkin.

2. agar siz yuqori chastotali aniqlikni to'g'rilashga erishmoqchi bo'lsangiz, bitta quvurli sxema qabul qilinmaydi.

3. Ikki quvurli sxemalarda ham, op amperining aylanish tezligi va o'tkazuvchanligi yuqori chastotalarda to'g'rilash aniqligiga jiddiy ta'sir qiladi. Bu tajriba ma'lum sharoitlarda empirik munosabatlarni keltirib chiqaradi: agar chiqishning tekisligi 3 dB bo'lishi kerak bo'lsa, kontaktlarning zanglashiga olib keladigan yopiq tarmoqli kengligi (op-ning GBW emas) eng yuqori signaldan kamida uch baravar katta. chastota Zanjirning yopiq tarmoqli kengligi har doim op-ning GBW-dan kam yoki unga teng bo'lgani uchun, yuqori chastotali signalni aniq to'g'rilash uchun juda yuqori GBW op-amp kerak bo'ladi.

Bu, shuningdek, 3 dB chiqish tekisligi uchun talabdir. Agar kirish signali diapazonida yuqori chiqish tekisligi talab qilinsa, op -ampning chastotali javobi yuqori bo'ladi.

Yuqoridagi natijalar faqat ushbu tajribaning o'ziga xos shartlari ostida olingan va op -amperning o'lik tezligi hisobga olinmagan va bu erda o'ldirish tezligi juda muhim omil. Shuning uchun, bu munosabatlar boshqa sharoitlarda qo'llaniladimi, muallif hukm qilishga jur'at eta olmaydi. O'lim tezligini qanday hisobga olish kerak - bu muhokama qilinadigan keyingi savol.

Shu bilan birga, aniqlikni to'g'rilash sxemasida op -ampning tarmoqli kengligi signalning eng yuqori chastotasidan ancha katta bo'lishi kerak.