Звуковые генераторы, фильтры и другие аналоговые устройства (кроме радиотехники и УНЧ)
Ответить

Брюс Трамп "Руководство по проектированию устройств с ОУ"

Чт окт 25, 2018 13:05:58

Использование входных резисторов для устранения входного тока смещения. Действительно ли они нужны?

Изображение

Используете ли вы дополнительный резистор для выравнивания сопротивлений на входах ОУ в вашей схеме? В этой главе мы рассмотрим схему подключение резистора к неинвертирущему входу для согласования входных сопротивлений. Многим из нас советовали добавлять резистор Rb(см.схему), выбирая его значение равным сопротивлению параллельного включения R1 и R2(см.схему). Давайте проанализируем назначение этого резистора и рассмотрим, когда уместно его использование, а когда – нет.
Подробнее>>

Брюс Трамп "Руководство по проектированию устройств с операционными усилителями", глава 10.

Мы продолжаем публиковать на сайте compel.ru переводы глав руководства, посвященного практическим аспектам и особенностям проектирования электроники с использованием операционных усилителей. Статья является частью руководства, посвященного практическим аспектам и особенностям проектирования электроники с использованием операционных усилителей (ОУ) – от выбора типа ОУ до тайных приемов опытного разработчика и хитростей отладки. Руководство написано Брюсом Трампом, инженером-разработчиком с почти тридцатилетним стажем, успевшим до Texas Instruments поработать в легендарной компании Burr-Brown. В настоящее время Трамп является ведущим блогером информационного ресурса Texas Instruments “E2E” по аналоговой тематике и готовит к печати книгу об операционных усилителях.
Всего Брюсом написана 31 глава по данной теме. Мы постепенно опубликуем их все.


Если материал оказался для вас полезным - подпишитесь на обновления этого руководства, чтобы как можно быстрее начать использовать тайные приемы и хитрости опытного разработчика в своей работе.
Оформить подписку

Расчет и моделирование дифференциального усилителя

Пт окт 26, 2018 15:22:16

Расчет и моделирование дифференциального усилителя с рекомендациями и пояснениями

Изображение

Выходной сигнал схемы определяется разницей между входными сигналами Vi1 и Vi2(см.рисунок выше). Источники сигналов, как правило, должны иметь низкий импеданс, так как входной импеданс схемы определяется резисторами R1 и R2. Дифференциальные усилители обычно используются для усиления разницы напряжений входных сигналов и исключения синфазной составляющей. Синфазное напряжение дифференциального усилителя равно общему напряжению, приложенному к обоим входам. Эффективность подавления синфазной составляющей характеризуется коэффициентом ослабления синфазного напряжения, или КОСС (Common-Mode Rejection Ratio, CMRR). КОСС дифференциального усилителя определяется точностью используемых резисторов. Подробнее>>

Поваренная книга разработчика аналоговых схем: Операционные усилители, глава 5
Тим Грин, Пит Семиг, Колин Веллс (Texas Instruments)


Представляем перевод главы из «Поваренной книги разработчика аналоговой электроники», созданной инженерами компании Texas Instruments (TI). Поваренная книга – сборник рецептов, а данный цикл статей – сборник стандартных схем с операционными усилителями. Каждой схеме посвящена отдельная статья, содержащая пример типового расчета с указанием формул и последовательности действий. Результаты расчетов дополнительно проверяются в программе SPICE-моделирования. Расчеты выполнены для конкретных усилителей из производственной линейки TI. Разработчик может использовать и другие изделия. От читателя требуется понимание базовых принципов работы операционных усилителей.
Мы продолжим публиковать на сайте compel.ru переводы статей этого цикла.

Если материал оказался для вас полезным - подпишитесь на обновления этого цикла статей.
Оформить подписку

Брюс Трамп "Руководство по проектированию устройств с ОУ"

Пт ноя 02, 2018 11:35:54

Встроенная схема компенсации токов смещения в ОУ с биполярными входами

Изображение

Есть определенные операционные усилители, для которых использование согласующего резистора не рекомендуется. Это касается ОУ с биполярными входами со встроенными источниками тока. Их источники тока, I1 и I2, формируют ток базы для пары входных транзисторов (см.рисунок выше). Эти тщательно согласованные токи, полученные с помощью токовых зеркал, закачиваются в базы транзисторов через входы ОУ.

Хотя эти токи и соответствуют значениям токов базы транзисторов (обычно отклонение находится в пределах нескольких процентов), все-таки это соответствие не идеальное. Разница меду ними определяет небольшой остаточный входной ток смещения, который может быть положительным или отрицательным.

Какие операционные усилители имеют встроенную схему компенсации токов смещения, а какие нет? В технической документации информация об этом зачастую отсутствует. Однако обнаружить ее можно по косвенным признакам, изучая характеристики входного смещения.
Подробнее>>


Брюс Трамп "Руководство по проектированию устройств с операционными усилителями", глава 11.

Мы продолжаем публиковать на сайте compel.ru переводы глав руководства, посвященного практическим аспектам и особенностям проектирования электроники с использованием операционных усилителей. Статья является частью руководства, посвященного практическим аспектам и особенностям проектирования электроники с использованием операционных усилителей (ОУ) – от выбора типа ОУ до тайных приемов опытного разработчика и хитростей отладки. Руководство написано Брюсом Трампом, инженером-разработчиком с почти тридцатилетним стажем, успевшим до Texas Instruments поработать в легендарной компании Burr-Brown. В настоящее время Трамп является ведущим блогером информационного ресурса Texas Instruments “E2E” по аналоговой тематике и готовит к печати книгу об операционных усилителях.
Всего Брюсом написана 31 глава по данной теме. Мы постепенно опубликуем их все.


Если материал оказался для вас полезным - подпишитесь на обновления этого руководства, чтобы как можно быстрее начать использовать тайные приемы и хитрости опытного разработчика в своей работе.
Оформить подписку>>


Изображение

Расчет и моделирование интегратора с рекомендациями

Сб ноя 10, 2018 23:18:43

Расчет и моделирование интегратора с рекомендациями и пояснениями

Изображение
Схема интегратора выполняет интегрирование входного сигнала в частотном диапазоне, определяемом постоянной времени и шириной полосы пропускания операционного усилителя (см.рисунок). Входной сигнал подается на инвертирующий вход, поэтому выходной сигнал имеет обратную полярность. Идеальная схема интегратора может насыщаться до уровня напряжения питания (Vcc или Vee, в зависимости от полярности входного напряжения смещения), по этой причине требуется дополнительный резистор обратной связи R2 для обеспечения стабильной рабочей точки. Резистор обратной связи определяет нижнюю границу частотного диапазона интегратора. Эта схема часто используется как часть более крупного контура обратной связи, который обеспечивает связь по постоянному току, устраняя при этом необходимость в резисторе обратной связи. Подробнее>>

Поваренная книга разработчика аналоговых схем: Операционные усилители, глава 6

Тим Грин, Пит Семиг, Колин Веллс (Texas Instruments) Представляем перевод главы из «Поваренной книги разработчика аналоговой электроники», созданной инженерами компании Texas Instruments (TI). Поваренная книга – сборник рецептов, а данный цикл статей – сборник стандартных схем с операционными усилителями. Каждой схеме посвящена отдельная статья, содержащая пример типового расчета с указанием формул и последовательности действий. Результаты расчетов дополнительно проверяются в программе SPICE-моделирования. Расчеты выполнены для конкретных усилителей из производственной линейки TI. Разработчик может использовать и другие изделия. От читателя требуется понимание базовых принципов работы операционных усилителей.
Мы продолжим публиковать на сайте compel.ru переводы статей этого цикла.


Если материал оказался для вас полезным - подпишитесь на обновления этого руководства, чтобы как можно быстрее начать использовать тайные приемы и хитрости опытного разработчика в своей работе.
Оформить подписку>>


Изображение
Последний раз редактировалось КОМПЭЛ Вс ноя 11, 2018 17:28:45, всего редактировалось 1 раз.

Материалы и запись вебинара по ОУ от Texas Instruments

Вс ноя 11, 2018 17:27:36

Материалы и запись вебинара «Мощные, компактные, малопотребляющие — передовые операционные усилители от Texas Instruments»

31 октября 2018 года компания КОМПЭЛ совместно с компанией Texas Instruments провели вебинар, где говорили о возможностях, новых технологиях и видах самых современных и популярных семейств ОУ TI.
Мы собрали все материалы. Вы можете посмотреть видеозапись, ознакомиться с ответами на вопросы, презентацией, прочитать дополнительные материалы по теме операционных усилителей или заказать образцы.

Посмотреть материалы вебинара>>

Изображение

Брюс Трамп "Руководство по проектированию устройств с ОУ"

Вс ноя 18, 2018 22:24:40

Почему в схемах с ОУ возникают колебания: интуитивный взгляд на две наиболее частые причины
Изображение

Диаграммы Боде, или логарифмические амплитудно-фазовые частотные характеристики, являясь отличным аналитическим инструментом, не выглядят интуитивно понятными. Мы воспользуемся чисто качественным рассмотрением часто встречающихся причин неустойчивости и самовозбуждения операционных усилителей. На рисунке представлен идеальный импульсный отклик, который можно наблюдать при отсутствии задержки в цепи обратной связи. Рост выходного напряжения постепенно замедляется, поскольку сигнал обратной связи сообщает о приближении к уровню конечного напряжения. Проблемы возникают, когда задержка сигнала обратной связи отлична от нуля.
Подробнее>>

Брюс Трамп "Руководство по проектированию устройств с операционными усилителями", глава 12.

Мы продолжаем публиковать на сайте compel.ru переводы глав руководства, посвященного практическим аспектам и особенностям проектирования электроники с использованием операционных усилителей. Статья является частью руководства, посвященного практическим аспектам и особенностям проектирования электроники с использованием операционных усилителей (ОУ) – от выбора типа ОУ до тайных приемов опытного разработчика и хитростей отладки. Руководство написано Брюсом Трампом, инженером-разработчиком с почти тридцатилетним стажем, успевшим до Texas Instruments поработать в легендарной компании Burr-Brown. В настоящее время Трамп является ведущим блогером информационного ресурса Texas Instruments “E2E” по аналоговой тематике и готовит к печати книгу об операционных усилителях.
Всего Брюсом написана 31 глава по данной теме. Мы постепенно опубликуем их все.

Если материал оказался для вас полезным - подпишитесь на обновления этого руководства, чтобы как можно быстрее начать использовать тайные приемы и хитрости опытного разработчика в своей работе.
Оформить подписку>>


Изображение

Поваренная книга разработчика аналоговых схем. ОУ,ч.7

Пт ноя 23, 2018 22:55:17

Расчет и моделирование дифференциатора с рекомендациями и пояснениями

Изображение

Схема дифференциатора выполняет дифференцирование входного сигнала в частотном диапазоне, определяемом постоянной времени и шириной полосы пропускания ОУ (см.рисунок). Входной сигнал подается на инвертирующий вход, поэтому выходной сигнал имеет обратную полярность. Идеальная схема дифференциатора является принципиально нестабильной и требует дополнительного входного резистора, конденсатора в цепи обратной связи или и того, и другого одновременно. Компоненты, обеспечивающие стабильность схемы, приводят к ограничению рабочего частотного диапазона.
Расчет схемы>>

Поваренная книга разработчика аналоговых схем: Операционные усилители, глава 7

Тим Грин, Пит Семиг, Колин Веллс (Texas Instruments) Представляем перевод главы из «Поваренной книги разработчика аналоговой электроники», созданной инженерами компании Texas Instruments (TI). Поваренная книга – сборник рецептов, а данный цикл статей – сборник стандартных схем с операционными усилителями. Каждой схеме посвящена отдельная статья, содержащая пример типового расчета с указанием формул и последовательности действий. Результаты расчетов дополнительно проверяются в программе SPICE-моделирования. Расчеты выполнены для конкретных усилителей из производственной линейки TI. Разработчик может использовать и другие изделия. От читателя требуется понимание базовых принципов работы операционных усилителей.
Мы продолжим публиковать на сайте compel.ru переводы статей этого цикла.

Если материал оказался для вас полезным - подпишитесь на обновления этого руководства.
Оформить подписку>>

Брюс Трамп "Руководство по проектированию устройств с ОУ"

Пт дек 07, 2018 22:12:22

Приручаем нестабильный ОУ

Изображение

В предыдущей главе было рассмотрено две наиболее распространенные причины возникновения колебаний или нестабильности в схемах с операционными усилителями. При этом исходной причиной этих негативных явлений была задержка или сдвиг фазы в цепи обратной связи.

Простой неинвертирующий усилитель может быть неустойчивым или иметь чрезмерное перерегулирование и осцилляции, если сдвиг фазы или задержка, создаваемые входной емкостью ОУ (плюс некоторая паразитная емкость) совместно с сопротивлением цепи обратной связи, слишком велики (см.рисунок).

Можно немного улучшить ситуацию за счет уменьшения паразитной емкости на инвертирующем входе, например, уменьшив площадь проводника на печатной плате. Однако для конкретного операционного усилителя входная емкость (дифференциальная и синфазная) представляет собой фиксированное значение – с ней ничего поделать нельзя. Тем не менее, можно пропорционально снизить сопротивление резисторов в цепи обратной связи, чтобы сохранить коэффициент усиления без изменений.
Подробнее>>

Брюс Трамп "Руководство по проектированию устройств с операционными усилителями", глава 13.

Мы продолжаем публиковать на сайте compel.ru переводы глав руководства, посвященного практическим аспектам и особенностям проектирования электроники с использованием операционных усилителей. Статья является частью руководства, посвященного практическим аспектам и особенностям проектирования электроники с использованием операционных усилителей (ОУ) – от выбора типа ОУ до тайных приемов опытного разработчика и хитростей отладки. Руководство написано Брюсом Трампом, инженером-разработчиком с почти тридцатилетним стажем, успевшим до Texas Instruments поработать в легендарной компании Burr-Brown. В настоящее время Трамп является ведущим блогером информационного ресурса Texas Instruments “E2E” по аналоговой тематике и готовит к печати книгу об операционных усилителях.
Всего Брюсом написана 31 глава по данной теме. Мы постепенно опубликуем их все.

Если материал оказался для вас полезным - подпишитесь на обновления этого руководства, чтобы как можно быстрее начать использовать тайные приемы и хитрости опытного разработчика в своей работе.
Оформить подписку>>


Изображение

Поваренная книга разработчика аналоговых схем. ОУ,ч.8

Пн дек 10, 2018 16:05:14

Расчет и моделирование трансимпедансного усилителя с рекомендациями и пояснениями

Изображение

Трансимпедансный усилитель используется для преобразования входного тока в напряжение. Коэффициент преобразования зависит от сопротивления обратной связи. Схема способна работать со входными напряжениями смещения, что является большим достоинством при использовании многих датчиков (см.рисунок).

Рекомендуем обратить внимание:
- для получения минимальной погрешности используйте JFET или КМОП ОУ с минимальными входными токами;
- для задания необходимого выходного напряжения при нулевом входном токе может использоваться дополнительное напряжение смещения, подаваемое на неинвертирующий вход;
- для уменьшения искажений следует работать в линейном рабочем диапазоне напряжений ОУ. Этот диапазон обычно определяется в схеме с разомкнутой обратной связью (AOL).
Расчет схемы>>

Поваренная книга разработчика аналоговых схем: Операционные усилители, глава 8

Тим Грин, Пит Семиг, Колин Веллс (Texas Instruments) Представляем перевод главы из «Поваренной книги разработчика аналоговой электроники», созданной инженерами компании Texas Instruments (TI). Поваренная книга – сборник рецептов, а данный цикл статей – сборник стандартных схем с операционными усилителями. Каждой схеме посвящена отдельная статья, содержащая пример типового расчета с указанием формул и последовательности действий. Результаты расчетов дополнительно проверяются в программе SPICE-моделирования. Расчеты выполнены для конкретных усилителей из производственной линейки TI. Разработчик может использовать и другие изделия. От читателя требуется понимание базовых принципов работы операционных усилителей.
Мы продолжим публиковать на сайте compel.ru переводы статей этого цикла.

Если материал оказался для вас полезным - подпишитесь на обновления этого руководства.
Оформить подписку>>

Поваренная книга разработчика аналоговых схем. ОУ,ч.9

Пт дек 21, 2018 16:41:50

Расчет однополярной схемы измерения тока
Изображение

Данная схема с однополярным питанием используется для измерения тока нагрузки, подключенной к земле, в диапазоне 0…1 А и для формирования выходного сигнала напряжения 0…4,9 В. Диапазоны входных токов, выходных напряжений и уровни напряжения питания могут быть изменены в соответствии с требованиями конкретного приложения (см.рисунок). Отрицательное напряжение питания, получаемое с помощью преобразователя, например, LM7705 или ему подобного, необходимо для устранения искажений сигнала вблизи 0 В. Рекомендуем обратить внимание: - для получения минимальной погрешности следует использовать прецизионные резисторы; - для обеспечения максимальной точности при измерениях малых токов необходимо, чтобы отрицательное напряжение питания было немного меньше, чем 0 В; - дополнительный конденсатор, включенный параллельно резистору обратной связи, позволит уменьшить влияние ВЧ-помех, но при этом ограничит полосу пропускания.

Рекомендуем обратить внимание:
- для получения минимальной погрешности следует использовать прецизионные резисторы;
- для обеспечения максимальной точности при измерениях малых токов необходимо, чтобы отрицательное напряжение питания было немного меньше, чем 0 В;
- дополнительный конденсатор, включенный параллельно резистору обратной связи, позволит уменьшить влияние ВЧ-помех, но при этом ограничит полосу пропускания.

Расчет схемы>>

Поваренная книга разработчика аналоговых схем: Операционные усилители, глава 9

Тим Грин, Пит Семиг, Колин Веллс (Texas Instruments) Представляем перевод главы из «Поваренной книги разработчика аналоговой электроники», созданной инженерами компании Texas Instruments (TI). Поваренная книга – сборник рецептов, а данный цикл статей – сборник стандартных схем с операционными усилителями. Каждой схеме посвящена отдельная статья, содержащая пример типового расчета с указанием формул и последовательности действий. Результаты расчетов дополнительно проверяются в программе SPICE-моделирования. Расчеты выполнены для конкретных усилителей из производственной линейки TI. Разработчик может использовать и другие изделия. От читателя требуется понимание базовых принципов работы операционных усилителей.
Мы продолжим публиковать на сайте compel.ru переводы статей этого цикла.

Если материал оказался для вас полезным - подпишитесь на обновления этого руководства.
Оформить подписку>>

Брюс Трамп "Руководство по проектированию устройств с ОУ

Ср дек 26, 2018 15:17:44

Приручаем колебания: проблемы с емкостной нагрузкой

Изображение

Б.Трамп оценивал устойчивость операционных усилителей, анализируя, каким образом фазовый сдвиг (его можно назвать также задержкой) в цепи обратной связи приводит к возникновению колебаний. Поднятая в статьях «Почему в схемах с ОУ возникают колебания: интуитивный взгляд на две наиболее частые причины» и «Приручаем нестабильный ОУ» проблема с устойчивостью при емкостной нагрузке довольно непроста.

Здесь главным источником проблем становится выходное сопротивление операционного усилителя с разомкнутой обратной связью (Ro), которое на самом деле не является резистором в буквальном смысле этого слова. Это эквивалентное сопротивление, зависящее от внутренней схемы ОУ. Невозможно изменить его без изменения самого операционного усилителя. Пусть CL – емкость нагрузки. При работе с такой емкостью вы автоматически получаете полюс, определяемый значениями Ro и CL. Полюс на частоте 1,8 МГц в контуре обратной связи 20 МГц операционного усилителя с G = 1 способен вызвать проблемы. Это хорошо видно на рисунке.
Подробнее>>

Брюс Трамп "Руководство по проектированию устройств с операционными усилителями", глава 14.

Мы продолжаем публиковать на сайте compel.ru переводы глав руководства, посвященного практическим аспектам и особенностям проектирования электроники с использованием операционных усилителей. Статья является частью руководства, посвященного практическим аспектам и особенностям проектирования электроники с использованием операционных усилителей (ОУ) – от выбора типа ОУ до тайных приемов опытного разработчика и хитростей отладки. Руководство написано Брюсом Трампом, инженером-разработчиком с почти тридцатилетним стажем, успевшим до Texas Instruments поработать в легендарной компании Burr-Brown. В настоящее время Трамп является ведущим блогером информационного ресурса Texas Instruments “E2E” по аналоговой тематике и готовит к печати книгу об операционных усилителях.
Всего Брюсом написана 31 глава по данной теме. Мы постепенно опубликуем их все.

Если материал оказался для вас полезным - подпишитесь на обновления этого руководства, чтобы как можно быстрее начать использовать тайные приемы и хитрости опытного разработчика в своей работе.
Оформить подписку>>

Поваренная книга разработчика аналоговых схем. АЦП, ч.1

Пт янв 18, 2019 15:54:00

Способ прямого согласования входа АЦП ПП (SAR) без буферного усилителя (впервые на русском языке.)

Описана схема сопряжения выходов датчиков напрямую со входом АЦП последовательного приближения (SAR). В таких устройствах как датчики параметров окружающей среды, газовые детекторы, детекторы дыма или пожара входной сигнал изменяется очень медленно, и выходное напряжение датчика сэмплируется на довольно медленных скоростях (около 10 кГц). В подобных системах выход датчика может быть непосредственно сопряжен со входом SAR АЦП без использования промежуточного предусилителя, что позволит добиться уменьшения размеров устройства и снизить его стоимость.

Сопряжение выхода датчика напрямую с SAR АЦП
На рисунке ниже показана типичная схема сопряжения датчика непосредственно со входом SAR АЦП без использования предусилителя. Блок «Датчик» представляет собой схему Тевенина, эквивалентную выходу датчика. Источник напряжения VTH — это напряжение эквивалентной схемы, а внутреннее сопротивление генератора RTH — импеданс эквивалентной схемы. Документация большинства типов датчиков содержит модель Тевенина, из которой можно легко вычислить значение импеданса серии.

Изображение

Рекомендуем обратить внимание:
- Определите импеданс источника для входного сигнала. Вычислите постоянную времени RC-цепи импеданса источника входного сигнала и фильтрующего конденсатора (известное значение).
- Определите минимальное время захвата, необходимое для того чтобы входной сигнал установился для заданной комбинации импеданса источника и фильтрующего конденсатора.Используйте конденсаторы COG для минимизации искажений.
- Используйте пленочные резисторы 0,1% 20 ppm/°C или резисторы с еще лучшими характеристиками для снижения дрейфа коэффициента усиления и минимизации искажений.
Подробнее>>​​

Поваренная книга разработчика аналоговых схем: аналого-цифровые преобразователи, глава 1

Представляем перевод главы из «Поваренной книги разработчика аналоговой электроники. АЦП», созданной инженерами компании Texas Instruments (TI). Многим уже знаком аналогичный цикл об операционных усилителях. Но АЦП – не менее важная часть сигнального тракта, а секретов и тонкостей в его применении никак не меньше. Приведены конкретные схемотехнические примеры, пошаговые инструкции с формулами, позволяющими адаптировать схему к конкретному проекту. Результаты расчетов дополнительно проверяются в программе SPICE-моделирования. Для каждой схемы рекомендован как минимум один АЦП производства TI, однако разработчик может использовать и другие изделия компании. От читателя требуется понимание базовых принципов работы АЦП.

Мы продолжим публиковать на сайте compel.ru переводы глав этого цикла.

Если материал оказался для вас полезным - подпишитесь на обновления этого руководства.
Оформить подписку>>

Поваренная книга разработчика аналоговых схем. АЦП, ч.2

Пн янв 21, 2019 12:15:45

Измерения с использованием датчиков малой мощности: 12-битная несимметричная схема с двумя источниками питания на 3,3 В при 1 ksps

В данном решении усилитель малой мощности используется для управления АЦП SAR, уровень энергопотребления которого в активном режиме измеряется в нановаттах. Данное решение предназначено для использования в системах сбора данных с датчиков при работе в сигнальных цепях малой мощности, потребляющих всего несколько микроватт. Примерами таких чувствительных к энергопотреблению систем являются пассивные инфракрасные датчики, датчики газа и глюкометры. Значения в разделе выбора компонентов могут быть скорректированы в соответствии с требуемой скоростью передачи данных и полосой пропускания усилителя. Давайте рассмотрим упрощенную версию схемы, в которой канал отрицательного напряжения заземлен (см. рисунок ниже). Отрицательное напряжение -0,3 В в этом примере используется для достижения наилучшего диапазона линейного входного сигнала. Для получения дополнительной информации о подборе оптимального соотношения параметров в схеме SAR с малым энергопотреблением ознакомьтесь с видеопрезентацией "SAR ADC Power Scaling" на сайте компании Texas Instruments.

Изображение

Рекомендуем обратить внимание
Определите линейный диапазон операционного усилителя на основе характеристик синфазного сигнала, размаха выходного напряжения и линейного коэффициента усиления напряжения. Это описано в разделе выбора компонентов.

Чтобы минимизировать искажения, в качестве Cfilt рекомендуется использовать конденсатор типа COG (NPO).

Серия обучающих видеороликов TI "Precision Labs – ADCs" охватывает методы выбора элементов цепи зарядного сегмента Rfilt и Cfilt (см. «Введение в выбор компонентов для входных каскадов SAR АЦП»). Параметры данных компонентов зависят от полосы пропускания усилителя, частоты дискретизации преобразователя данных и конструкции самого преобразователя. Приведенные здесь значения позволяют получить хорошие показатели установления сигнала и динамические характеристики для усилителя и преобразователя данных в этом примере. В случае изменения параметров спецификации вам будет необходимо выбрать другой RC-фильтр.
Подробнее>>

Поваренная книга разработчика аналоговых схем: аналого-цифровые преобразователи, глава 2

Представляем перевод главы из «Поваренной книги разработчика аналоговой электроники. АЦП», созданной инженерами компании Texas Instruments (TI). Многим уже знаком аналогичный цикл об операционных усилителях. Но АЦП – не менее важная часть сигнального тракта, а секретов и тонкостей в его применении никак не меньше. Приведены конкретные схемотехнические примеры, пошаговые инструкции с формулами, позволяющими адаптировать схему к конкретному проекту. Результаты расчетов дополнительно проверяются в программе SPICE-моделирования. Для каждой схемы рекомендован как минимум один АЦП производства TI, однако разработчик может использовать и другие изделия компании. От читателя требуется понимание базовых принципов работы АЦП.

Мы продолжим публиковать на сайте compel.ru переводы глав этого цикла.

Если материал оказался для вас полезным - подпишитесь на обновления этого руководства.
Оформить подписку>>

Поваренная книга разработчика аналоговых схем. ОУ,ч.10

Вт янв 22, 2019 11:39:29

Расчет биполярной схемы измерения тока

Данная схема с однополярным питанием используется для измерения двунаправленного тока нагрузки в диапазоне -1…1 А с помощью шунта, подключенного к земле (см.рисунок ниже). Схема формирует выходное напряжение 0,110…3,19 В. Подключение шунта к земле гарантирует малое синфазное напряжение, что является полезным в первую очередь при работе с высоким напряжением шины питания.

Изображение

Рекомендуем обратить внимание:

  • для получения минимальной погрешности следует использовать согласованные значения резисторов R3 = R1 и R4 = R2;
  • для получения максимальной точности следует использовать прецизионные резисторы;
  • диапазон выходных напряжений следует выбирать в линейной области ОУ в соответствии с параметром Aol;
  • схема не подходит для приложений, в которых нагрузка чувствительна к изменению потенциала земли, и для приложений, требующих обнаружения коротких замыканий.

Расчет схемы>>

Поваренная книга разработчика аналоговых схем: Операционные усилители, глава 10

Тим Грин, Пит Семиг, Колин Веллс (Texas Instruments) Представляем перевод главы из «Поваренной книги разработчика аналоговой электроники», созданной инженерами компании Texas Instruments (TI). Поваренная книга – сборник рецептов, а данный цикл статей – сборник стандартных схем с операционными усилителями. Каждой схеме посвящена отдельная статья, содержащая пример типового расчета с указанием формул и последовательности действий. Результаты расчетов дополнительно проверяются в программе SPICE-моделирования. Расчеты выполнены для конкретных усилителей из производственной линейки TI. Разработчик может использовать и другие изделия. От читателя требуется понимание базовых принципов работы операционных усилителей.
Мы продолжим публиковать на сайте compel.ru переводы статей этого цикла.

Если материал оказался для вас полезным - подпишитесь на обновления этого руководства.
Оформить подписку>>

Брюс Трамп "Руководство по проектированию устройств с ОУ,ч.1

Ср янв 23, 2019 08:26:19

SPICE-моделирование устойчивости ОУ
Программы SPICE-моделирования являются полезным инструментом, помогающим обнаруживать потенциальные проблемы с устойчивостью схем усилителей. Рассмотрим один конкретный пример.

На рисунке ниже показан типовой неинвертирующий усилитель на базе OPA211 с несколькими незначительными типовыми особенностями. Звено R3 – C1 является входным фильтром. R4 – выходной резистор для защиты от коротких замыканий на выходе. Конденсатор CL имитирует пятифутовый кабель.

Изображение

Анализ отклика системы на воздействие прямоугольного или ступенчатого сигнала является самым быстрым и простым способом поиска возможных проблем с устойчивостью. На втором рисунке ниже показана моделируемая схема. Можно заметить, что вход схемы притянут к земле, а тестовый сигнал подключается непосредственно к неинвертирующему входу ОУ. Таким образом, фильтр оказывается исключенным из схемы, так как он мог бы сгладить необходимый для моделирования фронт ступенчатой ​​функции. Как гласит японская пословица, если вы хотите знать, как звонит колокол – ударьте его молотом, а не резиновой колотушкой!

Изображение

Подробнее>>

Брюс Трамп "Руководство по проектированию устройств с операционными усилителями", глава 15.

Мы продолжаем публиковать на сайте compel.ru переводы глав руководства, посвященного практическим аспектам и особенностям проектирования электроники с использованием операционных усилителей. Статья является частью руководства, посвященного практическим аспектам и особенностям проектирования электроники с использованием операционных усилителей (ОУ) – от выбора типа ОУ до тайных приемов опытного разработчика и хитростей отладки. Руководство написано Брюсом Трампом, инженером-разработчиком с почти тридцатилетним стажем, успевшим до Texas Instruments поработать в легендарной компании Burr-Brown. В настоящее время Трамп является ведущим блогером информационного ресурса Texas Instruments “E2E” по аналоговой тематике и готовит к печати книгу об операционных усилителях.
Всего Брюсом написана 31 глава по данной теме. Мы постепенно опубликуем их все.

Если материал оказался для вас полезным - подпишитесь на обновления этого руководства, чтобы как можно быстрее начать использовать тайные приемы и хитрости опытного разработчика в своей работе.
Оформить подписку>>

Поваренная книга разработчика аналоговых схем. ОУ, ч.11

Пт янв 25, 2019 11:32:21

Однополярная схема измерения тока с широким рабочим диапазоном (3 декады)

Данная схема с однополярным питанием используется для измерения тока нагрузки в диапазоне 0,01…10 мА с помощью шунта, подключенного к земле (см.рисунок ниже). Обеспечение широкого диапазона измеряемых токов оказывается возможным благодаря простой и оригинальной коммутируемой схеме усиления.

Изображение

Рекомендуем обратить внимание:

    - используйте максимальное сопротивление шунта для уменьшения относительной погрешности при минимальной нагрузке;
    - применяйте резисторы R1, R2, R3, и R4 с отклонением 0,1% для получения ошибки усиления на уровне 0,1% во всем диапазоне измерений;
    - используйте переключатель (SW1) с малым собственным сопротивлением (Ron) для уменьшения погрешности коэффициента усиления;
    - старайтесь минимизировать емкость на входе, определяющем коэффициент усиления INA326;
    - диапазон выходных напряжений следует выбирать с учетом ошибки усиления.

Расчет схемы>>

Поваренная книга разработчика аналоговых схем: Операционные усилители, глава 11

Тим Грин, Пит Семиг, Колин Веллс (Texas Instruments) Представляем перевод главы из «Поваренной книги разработчика аналоговой электроники», созданной инженерами компании Texas Instruments (TI). Поваренная книга – сборник рецептов, а данный цикл статей – сборник стандартных схем с операционными усилителями. Каждой схеме посвящена отдельная статья, содержащая пример типового расчета с указанием формул и последовательности действий. Результаты расчетов дополнительно проверяются в программе SPICE-моделирования. Расчеты выполнены для конкретных усилителей из производственной линейки TI. Разработчик может использовать и другие изделия. От читателя требуется понимание базовых принципов работы операционных усилителей.

Мы продолжим публиковать на сайте compel.ru переводы статей этого цикла.
Если материал оказался для вас полезным - подпишитесь на обновления этого руководства.
Оформить подписку>>

Поваренная книга разработчика аналоговых схем. АЦП, ч.3

Чт фев 07, 2019 17:00:23

Измерения с использованием датчиков малой мощности: 12-битная, несимметричная схема с одним источником питания на 3,3 В, 1 ksps

В данном решении усилитель сверхнизкой мощности используется для управления АЦП SAR, уровень энергопотребления которого в активном режиме измеряется в нановаттах. Решение предназначено для использования в системах сбора данных с датчиков с общим уровнем потребления в несколько микроватт. Примерами таких систем являются пассивные инфракрасные датчики, датчики газа и глюкометры. Значения в разделе выбора компонентов могут быть скорректированы в соответствии с требуемой скоростью передачи данных и полосой пропускания усилителя. В предыдущей части рассматривается более сложная версия схемы, где на канал отрицательного напряжения подается небольшое отрицательное напряжение (-0,3 В). Вариант схемы с одним источником питания показывает пониженную производительность, когда выходной сигнал усилителя близок к нулю. Однако в большинстве случаев конфигурация с одним источником питания является более предпочтительной благодаря простоте (см.рисунок ниже).

Изображение

Рекомендуем обратить внимание
Определите линейный диапазон операционного усилителя на основе характеристик синфазного сигнала, размаха выходного напряжения и линейного коэффициента усиления напряжения. Это описано в далее в разделе статьи "Выбор компонентов".
Используйте конденсаторы COG для минимизации искажений.
Используйте пленочные резисторы 0,1% 20 ppm/°C или более высокой точности для минимизации искажений.

В серии обучающих видеороликов TI "Precision Labs – ADCs" показаны методы выбора элементов цепи зарядного сегмента Rfilt и Cfilt. Данные параметры компонентов зависят от полосы пропускания усилителя, частоты дискретизации преобразователя данных и конструкции самого преобразователя. Приведенные здесь значения позволяют получить хорошие показатели установления сигнала и динамические характеристики для усилителя и преобразователя данных в этом примере. В случае изменения дизайна вам понадобится выбрать другой RC-фильтр. Ознакомьтесь с обучающим видео "Введение в выбор компонентов для входных каскадов SAR АЦП" , в котором представлена дополнительная информация по выбору RC-фильтра для получения наилучших характеристик по установлению сигнала и переменному току.
Подробнее>>

Поваренная книга разработчика аналоговых схем: аналого-цифровые преобразователи, глава 3

Представляем перевод главы из «Поваренной книги разработчика аналоговой электроники. АЦП», созданной инженерами компании Texas Instruments (TI). Многим уже знаком аналогичный цикл об операционных усилителях. Но АЦП – не менее важная часть сигнального тракта, а секретов и тонкостей в его применении никак не меньше. Приведены конкретные схемотехнические примеры, пошаговые инструкции с формулами, позволяющими адаптировать схему к конкретному проекту. Результаты расчетов дополнительно проверяются в программе SPICE-моделирования. Для каждой схемы рекомендован как минимум один АЦП производства TI, однако разработчик может использовать и другие изделия компании. От читателя требуется понимание базовых принципов работы АЦП.

Мы продолжим публиковать на сайте compel.ru переводы глав этого цикла.

Если материал оказался для вас полезным - подпишитесь на обновления этого руководства.
Оформить подписку>>

Брюс Трамп "Руководство по проектированию устройств с ОУ,ч16

Пт фев 08, 2019 08:07:31

Входная емкость: синфазная? дифференциальная? или…?
Характеристики входных емкостей операционных усилителей часто путают или вовсе игнорируют. Давайте уточним, как наилучшим образом использовать эти параметры.

Входная емкость на инвертирующем входе может влиять на устойчивость схемы с ОУ, вызывая фазовый сдвиг – задержку сигнала обратной связи, возвращаемого на инвертирующий вход. Цепь обратной связи совместно со входной емкостью создают нежелательный полюс. Изменение импеданса цепи обратной связи с учетом величины входной емкости является важным шагом для обеспечения устойчивости схемы усилителя. Но какую емкость использовать в расчетах? Дифференциальную? Синфазную? Обе?

Входная емкость ОУ, как правило, приводится в документации совместно со значением входного импеданса, это касается как дифференциальной, так и синфазной емкостей.

Изображение

Полная входная емкость моделируется как синфазная емкость каждого входа и дифференциальная емкость между входами (см.рисунок выше). Поскольку у операционного усилителя с биполярным питанием отсутствует подключение к земле, необходимо рассматривать синфазные емкости как подключенные к выводу питания V-, который является в данном случае эквивалентом заземления для сигналов переменного тока (AC). Подробнее>>

Брюс Трамп "Руководство по проектированию устройств с операционными усилителями", глава 16.

Мы продолжаем публиковать на сайте compel.ru переводы глав руководства, посвященного практическим аспектам и особенностям проектирования электроники с использованием операционных усилителей. Статья является частью руководства, посвященного практическим аспектам и особенностям проектирования электроники с использованием операционных усилителей (ОУ) – от выбора типа ОУ до тайных приемов опытного разработчика и хитростей отладки. Руководство написано Брюсом Трампом, инженером-разработчиком с почти тридцатилетним стажем, успевшим до Texas Instruments поработать в легендарной компании Burr-Brown. В настоящее время Трамп является ведущим блогером информационного ресурса Texas Instruments “E2E” по аналоговой тематике и готовит к печати книгу об операционных усилителях.
Всего Брюсом написана 31 глава по данной теме. Мы постепенно опубликуем их все.

Если материал оказался для вас полезным - подпишитесь на обновления этого руководства, чтобы как можно быстрее начать использовать тайные приемы и хитрости опытного разработчика в своей работе.
Оформить подписку>>

Поваренная книга разработчика аналоговых схем. ОУ, ч.12

Вт мар 12, 2019 21:52:14

ШИМ-генератор на ОУ

Данная схема использует генератор треугольных импульсов и компаратор для формирования ШИМ-сигнала с частотой 500 кГц и коэффициентом заполнения, обратно пропорциональным входному напряжению (см.рисунок).

Изображение

Операционный усилитель (U3) и компаратор (U4) генерируют треугольный сигнал, подаваемый на инвертирующий вход второго компаратора (U2). Входное напряжение схемы поступает на инвертирующий вход усилителя рассогласования (U1) и далее на неинвертирующий вход компаратора (U2). Выходной ШИМ-сигнал формируется при сравнении входного напряжения и треугольного сигнала. Сигнал с выхода U2 используется для обратной связи и подается на вход усилителя рассогласования (U1). Это сделано для улучшения точности и линейности при генерации ШИМ-сигнала.

Рекомендуем обратить внимание:
- используйте компаратор c выходом типа "push-pull" и минимальным временем задержки;
- применяйте ОУ с подходящими значениями скорости нарастания, GBW и диапазона выходных напряжений;
- частота полюса, создаваемого конденсатором С, должна лежать ниже частоты переключений и значительно выше слышимого звукового диапазона;
- импеданс источника опорного напряжения должен быть минимальным. Для этой цели может быть использован выход ОУ.

Расчет схемы>>

Поваренная книга разработчика аналоговых схем: Операционные усилители, глава 12

Тим Грин, Пит Семиг, Колин Веллс (Texas Instruments) Представляем перевод главы из «Поваренной книги разработчика аналоговой электроники», созданной инженерами компании Texas Instruments (TI). Поваренная книга – сборник рецептов, а данный цикл статей – сборник стандартных схем с операционными усилителями. Каждой схеме посвящена отдельная статья, содержащая пример типового расчета с указанием формул и последовательности действий. Результаты расчетов дополнительно проверяются в программе SPICE-моделирования. Расчеты выполнены для конкретных усилителей из производственной линейки TI. Разработчик может использовать и другие изделия. От читателя требуется понимание базовых принципов работы операционных усилителей.

Мы продолжим публиковать на сайте compel.ru переводы статей этого цикла.
Если материал оказался для вас полезным - подпишитесь на обновления этого руководства.
Оформить подписку>>

Брюс Трамп "Руководство по проектированию устройств с ОУ,ч17

Ср мар 13, 2019 21:33:46

Операционные усилители: с внутренней компенсацией и декомпенсированные

Операционные усилители с внутренней частотной компенсацией (Unity-gain-stable) являются устойчивыми даже при работе в схеме с единичным усилением G = +1, в которой выходной сигнал полностью поступает обратно на инвертирующий вход. Будет не совсем правильно называть такую конфигурацию худшим вариантом по запасу устойчивости. Лучше называть ее общепринятой тестовой схемой.

Декомпенсированные операционные усилители имеют компенсационные конденсаторы меньшей емкости, которые обеспечивают более широкую полосу пропускания (GBW) и более высокую скорость нарастания. Увеличение скорости нарастания обычно требует повышенной мощности, но за счет уменьшения емкости тот же базовый операционный усилитель может быть значительно быстрее при том же рабочем токе. Однако такие ОУ не являются устойчивыми в схеме с единичным усилением — они должны использоваться с коэффициентом усиления, значительно превышающим единицу.

Изображение

На рисунке показана критическая часть АЧХ для идеализированной пары усилителей: со встроенной компенсацией и декомпенсированного. Декомпенсированная версия имеет в пять раз более широкую полосу пропускания GBW: 10 МГц против 2 МГц. Скорость изменения АЧХ для обоих ОУ примерно одинакова. Стоит отметить, что частота единичного усиления для компенсированного ОУ немного меньше, чем его GBW, для таких случаев это обычное явление. Частота единичного усиления декомпенсированного усилителя составляет половину его GBW. Нет смысла работать с таким усилителем при коэффициенте шумового усиления, близком к частоте единичного усиления, поскольку второй полюс на частоте 3 МГц сильно влияет на значение коэффициента усиления/фазы в этой области. Запас по фазе здесь будет недостаточным.

Подробнее>>

Брюс Трамп "Руководство по проектированию устройств с операционными усилителями", глава 17.

Мы продолжаем публиковать на сайте compel.ru переводы глав руководства, посвященного практическим аспектам и особенностям проектирования электроники с использованием операционных усилителей. Статья является частью руководства, посвященного практическим аспектам и особенностям проектирования электроники с использованием операционных усилителей (ОУ) – от выбора типа ОУ до тайных приемов опытного разработчика и хитростей отладки. Руководство написано Брюсом Трампом, инженером-разработчиком с почти тридцатилетним стажем, успевшим до Texas Instruments поработать в легендарной компании Burr-Brown. В настоящее время Трамп является ведущим блогером информационного ресурса Texas Instruments “E2E” по аналоговой тематике и готовит к печати книгу об операционных усилителях.
Всего Брюсом написана 31 глава по данной теме. Мы постепенно опубликуем их все.

Если материал оказался для вас полезным - подпишитесь на обновления этого руководства, чтобы как можно быстрее начать использовать тайные приемы и хитрости опытного разработчика в своей работе.
Оформить подписку>>
Ответить