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

Источник тока-напряжения для МК

Ср дек 25, 2019 14:00:49

Здравствуйте уважаемые форумчане.

Задумал я как-нибудь в будущем разработать компьютеризированный характериограф для снятия характеристик различных транзисторов, диодов и прочих двух-, трехэлектродных устройств. Однако, пока основная работа и быт занимает много времени, а блоков довольно-таки много, то работа затягивается на неизвестный срок )))

Поэтому решил я выложить схему блока, который изначально предначен для питания цепей питания Б-Э, З-И транзисторов, или то, что в аналогичных устройствах называется Step Amplifier.

Как мне кажется схема получилась достаточно универсальной и будет интересна многим, кто проектирует устройства на микроконтроллерах, в том числе любителям ардуино ))) как управляемый ЦАП-ом биполярный источник тока или напряжения.

Немного по схеме:

- Питание двухполярное +-15В

- Диапазоны выходных токов: - +-0,5мА, +-1мА, +-2,5мА, +-5мА, +-10мА, +-20мА, +-50мА, +-100мА, выходных напряжений: +-1В, +-2В, +-5В, +-10В

- В усилителе на входе применены дешевые ОУ MCP6S21 с переключаемым коэффициентами усиления, что позволило упростить переключение диапазонов. Управление ними - по SPI

- По входу стоят буфера, т.к. планировалось использовать ЦАП-ы МК типа STM32 у которых не все хорошо с выходным сопротивлением. Опора ЦАП-а - изначально 2,5В, однако применимо любое опорное, что регулируется двумя подстроечниками с выхода буферов для достичения максимального размаха от 0В до 0,5В

- Управляющий сигнал на вход может подаваться как от двух ЦАП-ов МК (так и было задумано изначально), так по одному входу, подвесив, например, второй на середину опорного напряжения ЦАП-а Vref/2.

- Полярность и величина выходного сигнала пропорциональна разности входных управляющих сигналов

- Подача на вход двух противофазных сигналов (в случае 2-х ЦАП-ов) симметричных относительно Vref/2 одной частоты дает двухполярный выходной сигнал.

- Возможны разные фишки, которые позволят выполнить модуляцию выходного сигнала, а-ля квадратурная модуляция, подача управляющих сигналов разной частоты/амплитуды и прочее, пока не знаю зачем, может кому понадобиться )))

- Режим ток/напряжение по выходу переключается 2-мя сигнальными реле типа AXICOM FP2 D3009 или другими сигнальными в том же корпусе и цоколевке коих много - на другое напряжение, китайские аналоги... По умолчанию, без подачи управляющих синалов IV_SEL, R_SEL, выходной сигнал - ток, диапазон с наименьшей амплитудой

- Далее после переключаемых ОУ стоит дифф. усилитель, что позволило избавиться от дополнительных схем сдвига выходного напряжения ЦАП-ов

- Применяемые ОУ - сдвоенные типа OPA2227, т.к. устройство все-таки планировалось как измерительное. Однако не запрещено применение более доступных ОУ типа TL072/082, соответственно, с потерей точности, хотя, думаю, во многих применениях это будет не критично.

- Выход транзисторный для умощнения

- Вобщем-то все, полосу пропускания по памяти не скажу - но не менее 20 кГц. Надоть в Micro-Cap заглянуть.

Кому тема интересна, прошу к обсуждению. Имеется разведенная в Пкад печатная плата, размер 75х54 мм, двухслойная. Если будет чья-добрая воля, то приму в дар печатную плату по Украине ))) Если нет, то скоро буду изготавливать сам, хотя 2-хслойки ЛУТ-ом - для меня это сплошное мученье...

Схему прилагаю. Здравая критика и предложения приветствуются.
Вложения
CT_step_amplifier.pdf
(53.01 KiB) Скачиваний: 43

Re: Источник тока-напряжения для МК

Чт фев 13, 2020 02:28:28

Круто. Тема мне тоже нравится. Тоже о ней думал. И даже по тем же самым причинам так до неё и не добрался :)
Cхему посмотрю. Будет что умного сказать, напишу.

Добавлено after 8 minutes 21 second:
Не критика, но вопросы. Пишу по мере возникновения
1) Зачем использовать усилители с переменным усилением. Казалось бы, сделать усиление фиксированным, а все остальное регулировать цапом, было бы проще. Хотя и с потерей точности. Но они в МК сейчас точные.

Добавлено after 36 minutes 24 seconds:
2) Ну и то же про хитрую дифференциальную схему управления напрядения. Кроме повышения точности ЦАП, других её плюсов перед одноцаповой схемой я не вижу.
3) Уверены в стабильности схемы в режиме выхода по току? Мы имеем задержку положительной ветви обратной связи относительно отрицательной, и это может стать поводом для самовозбуждения. Рискну предположить, что именно с этим эффектом вы боретесь с помощью С1?
Ответить