Автор Тема: Широколентов усилвател  (Прочетена 19923 пъти)

Неактивен EDM electronics

  • Global Moderator
  • Много Напреднал
  • *****
  • Публикации: 2 731
Широколентов усилвател
« -: Февруари 05, 2011, 01:03:54 pm »
Този широколентов усилвател основно е предназначен за усилване напрежението в изхода на DDS-генератор, но може да се ползва и с друго предназначение.

Схемата разработвах, като се съобразявах параметрите и да се доближават до идеалния усилвател – много високо входно съпротивление, много малък входен капацитет, ниска консумация, свръх широка честотна лента, линейна АЧХ, ниско изходно съпротивление, голям коефициент на усилване, високо изходно напрежение, най-вече за високите честоти и устойчивост срещу самовъзбуждане, с подбор, както на елементи, така и на схемно решение.

Всички ТТ-данни са посочени на самата схема!
Изходите са три: G2 – синус с амплитуда от 10 Vp-p, G3 - правоъгълник до 70 MHz – 5 V  и G4 – правоъгълник с нискоомен изход /драйвер/ до 4 MHz с променливо изходно напрежение от 5 V до 18 V.

Схемата работи накратко така: Входно стъпало VT1 - общ сорс с предпазни вградени ценери на входа, следва емитерен повторител с VT2, драйверно стъпало общ сорс VT3 и двутактно крайно стъпало ОЕ изградено с VT4 и VT5. Диодите D1 и D2 определят класа на работа на крайното стъпало, някъде В или АВ. Следва формировател на правоъгълно напрежение с тригер на Шмит, драйвер, като в изхода му е добавен ценер за предпазване при работа с индуктивни товари. Напрежението в изхода на дравейвера се регулира направо, като се регулира захранващото му напрежение посредством Р3, накрая има и токова защита на цялата схема, изградена с VT 7, която предпазва най-вече драйвера при укъсяване на изхода му. Резистора в изхода на драйвера е умишлено нискоомен за да могат да се управляват директно  MOSFET-транзистори.

С Р1 се регулира работната точка на второто усилвателно стъпало така, че да е половината от захранващото напрежение в изхода или да има най-малко изкривявания при максимална амплитуда. С Р2 се регулира коефициента на запълване на правоъгълното напрежение.

Схемата работи перфектно при инфраниски честоти, като при 1 Hz синусоидата е с идеална форма, както и при 50 MHz. Това се постига благодарение на двугейтовите мосфети BF980 или BF966, които са с огромно входно съпротивление и нищожен входен капацитет от порядъка на 2 pF, без да се получават изкривявания на сигнала още на входа. На практика входното съпротивление е равно на R2. Драйвера работи добре с идеален правоъгълник до 2 MHz, като границата му е до 4 MHz.

Всички транзистори са за честота минимум 1GHz, за да има добро усилване схемата до 100 MHz, т.е. те трябва да са поне 10 пъти над нормата. Ако се подмени дори един от тях, ще се влошат веднага честотните характеристики. Мосфетите са закупени от „Пасат електроникс” а останалите от „Комет електроникс”.

Най-голямото предимство на тази схема е сръхшироката честотна лента, която започва буквално от 1Hz, продължава линейно до 50 MHz и завършва с лек спад до 500 MHz. Тя може лесно да се преобразува в резонансен тип усилвател. При тест с правоъгълен сигнал, изходното напрежение запазва формата си без промяна-изкривявания, което е явен показател за качествата на схемата.

Тази схема съм вградил в DDS-генератор на Тераком – Русе, SG 200. Ползвам го, като лабораторен уред с обхват от 1Hz до 70 MHz. Първоначалното и предназначение беше за Зепер .       
    


Схемата е чертана със Splan 7, а платката със  Sprint Layout 5.

В ZIP-файла има приложена схемата и платката.

Има и приложена платка само на синусоидалния усилвател, без формирователя на правоъгълно напрежение!
« Последна редакция: Февруари 20, 2011, 07:48:21 pm от altium »

Неактивен EDM electronics

  • Global Moderator
  • Много Напреднал
  • *****
  • Публикации: 2 731
Re: ШИРОКОЛЕНТОВ - СВРЪХШИРОКОЛЕНТОВ УСИЛВАТЕЛ
« Отговор #1 -: Февруари 05, 2011, 01:09:18 pm »
Ето и някои снимки на изходното напрежение при високи честоти - 10 MHz синус и 2-4 MHz правоъгълник:
« Последна редакция: Февруари 20, 2011, 07:49:17 pm от altium »

Неактивен Seeker

  • Стабилен
  • ****
  • Публикации: 510
Re: ШИРОКОЛЕНТОВ УСИЛВАТЕЛ
« Отговор #2 -: Февруари 05, 2011, 07:33:17 pm »
За широколентов усилвател  1Хц- 10МХц ползвам 1663 на NEC.  Държи се много добре.

Неактивен EDM electronics

  • Global Moderator
  • Много Напреднал
  • *****
  • Публикации: 2 731
Re: ШИРОКОЛЕНТОВ УСИЛВАТЕЛ
« Отговор #3 -: Февруари 20, 2011, 04:14:03 pm »
Оговарям на зададен въпрос на лични.

- Защо грее драйвера TC4420 при честота под 1 MHz, камо ли да достигне до 4 MHz, закупен от "Петров електроникс"?

Горе съм писал, че всички части купувам от "Комет електроникс". "Петров електроникс" го знам, купувал съм и от него, веднъж, че е 2-3 пъти по-скъпо, втори път качеството на елементите е съмнително.

Горе на осцилограмите ясно се виждат честотите от моя драйвер при 2 MHz  и при 4 MHz. Вярно при честота над 2 MHz и при мен започва да грее, но съм му залепил с каноконлит един радиатор отгоре, на второ място в схемата имам токово ограничение с VT7, което ограничава тока на късо или при висока честота, когато полевите транзисторите не могат да се запушат и реално все едно укъсяват.

Схемата може да се доработи и този проблем да се премахне, като се ограничи драйвера честотно. Логическата схема има два свободни И-НЕ елемента. Вързват се двата последователно. На единият от тях може да се включи RC - интегрираща верига на входа или LC, която с подходяща настройка ще се превърне в един честотен ключ. Изхода на този елемент ще се свърже в единият от входовете на DD2 и така над определена честота на входа на драйвера няма да има сигнал.

Тук давам примерна схема в червено, казвам примерна, тя може да се настрои за кратко време. В синьо е работеща схема на такъв честотен ключ, която съм правил преди доста години, работи и я ползвам в други мои разработки, като честотата на ограничение зависи от граничната работна честота на ОУ:

giunal

  • Гост
Re: ШИРОКОЛЕНТОВ УСИЛВАТЕЛ
« Отговор #4 -: Февруари 20, 2011, 06:30:11 pm »
Здравейте, още при самото публикуване на схемата от EDM знаех че, ще има такива запитвания. Защото аз самият съм имал този проблем. Ако искате да имате безотказно работещ драйвер който не се загрява недопустимо и изгаря при честоти над 1MHz забравете за TC44XXX. Тези ИС-та немогат да издържат продължително натоварване дори и с радиатор при тези честоти  пък било то и с честотно ограничение. Освен ако не се натоварва с много малки токове 1 - 5 mA. Препоръчвам ви за честоти до 10-12MHz да използвате драйверите на Intersil(Elantec). Откакто използвам такива просто забравих за проблема с драйверите.:)Но пък възникват други проблеми!!!!!!:):):):)
Тогава от схемата на EDM може да отпадне часта за токово ограничение.!Но който иска може да запази тази част.
Аз използвам ЕL7104 който е неинвертиращ за честоти до около 6-7 MHz.
А за по високи честоти ползвам EL7156. Който е инвертиращ.!!!!!!!!!!!!
От тази серия има и един ЕL7158 който не го препоръчвам защото не работи добре за тези характеристики за който е проектиран. Казвам го от личен опит.!!!:):):)
Успех на  схемотехниците!!!!!

Неактивен EDM electronics

  • Global Moderator
  • Много Напреднал
  • *****
  • Публикации: 2 731
Re: ШИРОКОЛЕНТОВ УСИЛВАТЕЛ
« Отговор #5 -: Февруари 20, 2011, 06:53:44 pm »
Колега giunal, откъде се купуват тия драйвери?

giunal

  • Гост
Re: ШИРОКОЛЕНТОВ УСИЛВАТЕЛ
« Отговор #6 -: Февруари 20, 2011, 06:57:24 pm »
Аз си ги поръчах от FARNELL чрез COMET Electronics.

giunal

  • Гост
Re: Широколентов усилвател
« Отговор #7 -: Февруари 24, 2011, 01:00:20 pm »
EDM , по горе в описанието на широколентовият усилвател си написал че с P2 се регулира коефициента на запълване. Можеш ли да дадеш информация в какви граници се регулира . И в какъв честотен диапазон????
Мисля че, ще е полезно да се знае.?
« Последна редакция: Февруари 24, 2011, 01:03:36 pm от giunal »

Неактивен EDM electronics

  • Global Moderator
  • Много Напреднал
  • *****
  • Публикации: 2 731
Re: Широколентов усилвател
« Отговор #8 -: Февруари 24, 2011, 03:58:59 pm »
Здравей giunal,

Регулировката представлява един постояннотоков делител, така че не е честотно зависим, т.е. еднакво е за целия честотен диапазон. Границата на регулировка е широка, буквално от мин. до мах. Всъщност, делителя променя прага на сработване на тригера на Шмид, без да влияе на входния сигнал поради високоомния резистор R10.

Аз този тример го ползвам за донагласяне коефициента на запълване на 50%, понеже без делителя няма да е много точно, но приблизително около 50%. Може този тример да се замени с потенциометър и да се изкара на предния панел...................на който му е необходимо..........


giunal

  • Гост
Re: Широколентов усилвател
« Отговор #9 -: Ноември 22, 2011, 06:06:54 pm »
Преди няколко месеца бях си закупил DDS генератора и реших да си направя публикуваният от EDM  широколентов усилвател. Но реших да го модифицирам малко(без знанието на EDM) 8). Прикачвам файловете и преработките. Само да до уточня че, първоначалният вариант на преработката беше за по- голяма изходна мощност но след време се оказа че, това не е необходимо. И за това на платката има предвидено място за крайните транзистори КТ9***. Така направената преработка вече сполучливо я ползвам повече от 8 месеца. Благодаря на EDM за сполучливата разработка!!!
 Печатната платка е оразмерена така че, да пасне на празното място в кутията на DDS-а. BNC Буксите се извеждат на задният панел. Ако някой иска може да си поиграе да изведе Р2 и Р3 на задният панел за удобство при до настройките. Другото го е описал добре EDM.
Само да допълня - R17 и C13 служат за ограничаване на горната част от честотата на драйвера до около 12 МHz. След тази честота формата на сигнала става прекалено заобленна и повече прилича на синусоида.
« Последна редакция: Ноември 23, 2011, 09:25:41 am от giunal »

Неактивен EDM electronics

  • Global Moderator
  • Много Напреднал
  • *****
  • Публикации: 2 731
Re: Широколентов усилвател
« Отговор #10 -: Ноември 22, 2011, 09:11:19 pm »
Колега giunal и ти ли работиш с тази хубава програмка Sprint Layout  :D?
Страшно е удобна е и много бърза, идеална за принтерния метод и за платки с не голяма степен на интеграция, каквито са любителските. Откакто я открих забравих Протела.

12MHz правоъгълник е сериозно постижение, направо невероятно за тази мощност. Този драйвер не го знаех.
От къде го купи?

giunal

  • Гост
Re: Широколентов усилвател
« Отговор #11 -: Ноември 23, 2011, 09:13:06 am »
Колега giunal и ти ли работиш с тази хубава програмка Sprint Layout  ?

За бърза разработка на несложни платки е идеална. Пести много време. Пък е и доста удобна и елементарна.
12MHz правоъгълник е сериозно постижение, направо невероятно за тази мощност. Този драйвер не го знаех.
От къде го купи?

Да добре се държи но за натоварвания до <0.5А. Не намерих друг по-мощен траф който да се вмества в кутията!! Но аз го ползвам само като източник на правоъгълен  сигнал(не управлявам с него МОСФЕТИ). За другото виж текста по горе!
« Последна редакция: Ноември 23, 2011, 09:19:23 am от giunal »

Неактивен PyroVeso

  • Специалист
  • Стабилен
  • ***
  • Публикации: 971
  • Life is a DIY project!
Re: Широколентов усилвател
« Отговор #12 -: Ноември 23, 2011, 01:49:40 pm »
Кондензаторът на изхода ви издиша при високите честоти (отчасти и заради паразитната си индуктивност). Слагайте светкавично бърз сребърно-танталов - един, без байпас. К52 или още по-добре - ЭТО-1.

Неактивен EDM electronics

  • Global Moderator
  • Много Напреднал
  • *****
  • Публикации: 2 731
Re: Широколентов усилвател
« Отговор #13 -: Ноември 23, 2011, 06:54:19 pm »
Кондензаторът на изхода ви издиша при високите честоти (отчасти и заради паразитната си индуктивност). Слагайте светкавично бърз сребърно-танталов - един, без байпас. К52 или още по-добре - ЭТО-1.

Ако може да поясниш, за кои честоти казваш ще издиша компилацията на изходния кондер?
Какво означава светкавично бърз кондензатор?