यह LM324 सेशन amp एक निश्चित आवृत्ति के ऊपर एक सिग्नल को पुन: उत्पन्न क्यों नहीं कर सकता है?


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ऐसा लगता है कि सर्किट की कोई कमी नहीं है जो एक आरएसी को एक डीएसी और एक ऑप के रूप में उपयोग करने का प्रयास करता है। amp। आउटपुट बफर के रूप में। ये मेरे लिए समझ में आते हैं इसलिए मैंने कोशिश की और एक का निर्माण करने का फैसला किया।

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मैंने थोड़ा सरल सर्किट का निर्माण किया

ढांच के रूप में

इस सर्किट का अनुकरण करें - सर्किटलैब का उपयोग करके बनाई गई योजनाबद्ध

यह सर्किट एकता लाभ पर ऑपरेटिंग LM324 से एक एकल सेशन amp का उपयोग करता है। पैकेज में अन्य 3 असंबद्ध छोड़ दिए जाते हैं। यह सकारात्मक रेल पर +12 वीडीसी से संचालित होता है जो एक बेंच बिजली आपूर्ति से आता है।

"4.4k" (2R) प्रतिरोधक वास्तव में श्रृंखला में केवल दो 2.2k प्रतिरोधक हैं।

D1-D4 मैंने लिखा एक तरंगीय प्रत्यक्ष डिजिटल सिंथेसाइज़र का उपयोग करके एक atmega328p पर चल रहा है। मैं उस बारे में बात नहीं करने जा रहा हूं, लेकिन माइक्रोकंट्रोलर +5 वीडीसी से चलता है इसलिए प्रत्येक पंक्ति 0 या 5 वीडीसी है।

R13, Q1, और R14 सिर्फ इसलिए सर्किट वास्तविक दुनिया भार के कुछ प्रकार चला रहे थे। ट्रांजिस्टर एक inverting एम्पलीफायर के रूप में कार्य कर रहा है।

मैंने मूल रूप से R10 और R12 को छोड़ा है। मुझे इस तरह आउटपुट मिला।

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  • CH1 - पीला - DAC का आउटपुट
  • CH2 - नीला - सेशन का आउटपुट। amp।

इस आवृत्ति पर यह बहुत उचित था। यहाँ छवि विवरण दर्ज करें

  • CH1 - पीला - DAC का आउटपुट
  • CH2 - नीला - सेशन का आउटपुट। amp।

बल्कि यह अप्रत्याशित रूप से एक चरण शिफ्ट त्रिकोणीय लहर का उत्पादन करता है।

इस बिंदु पर मैंने आर 10 और आर 12 को जोड़ा।

  • CH1 - पीला - नॉन इनवर्टिंग इनपुट ऑफ़ ऑप। amp।
  • CH2 - नीला - सेशन का आउटपुट। amp।

इसने आउटपुट वोल्टेज को आधे में काट दिया, लेकिन इसके परिणामस्वरूप अधिक सटीक आउटपुट मिला। यह अंतर सैद्धांतिक रूप से ऑप में लाभ का उपयोग करके बनाया जा सकता है। amp।

हालाँकि यह अभी भी उच्च आवृत्तियों पर काम नहीं करता है।

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  • CH1 - पीला - नॉन इनवर्टिंग इनपुट ऑफ़ ऑप। amp।
  • CH2 - नीला - सेशन का आउटपुट। amp।

इस मामले में न केवल यह एक चरण त्रिकोणीय लहर का उत्पादन करता है, यह वास्तव में कभी भी +2.5 वीडीसी या जमीन पर वापस नहीं बनाता है।

यहाँ सेटअप का एक भौतिक शॉट है:

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चूंकि मैं जम्पर तारों और ब्रेडबोर्ड का उपयोग कर रहा हूं, इसलिए मेरी डीएसी उत्पादन कर सकने वाली व्यावहारिक आवृत्ति के लिए कुछ ऊपरी सीमा होनी चाहिए। हालाँकि ~ 60 KHz मेरा दायरा इंगित करता है कि बहुत अधिक समस्या नहीं होनी चाहिए। LM324 के लिए डेटा शीट से लगता है कि 1 मेगाहर्ट्ज ऑप के लिए व्यावहारिक ऊपरी सीमा है। amp। एकता लाभ पर। दिखाया गया आउटपुट तरंग सेशन के अंदर ट्रांजिस्टर की तरह लगता है। amp। संतृप्त या एक समान प्रभाव है। मैं परिचालन एम्पलीफायरों के बारे में पर्याप्त नहीं जानता।

क्या कोई परिवर्तन है जो मैं अपने सर्किट में डीसी से 60 kHz पर op amp आउटपुट पर इनपुट सिग्नल का सटीक प्रजनन प्राप्त कर सकता हूं?

डेटशीट मैं LM324 के लिए देख रहा था:

http://www.ti.com/lit/ds/snosc16d/snosc16d.pdf

जवाबों:


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ऐसा लगता है कि आप स्लीव रेट लिमिट्स में चल रहे हैं, और आपका आउटपुट ' स्लीव-इंडक्टेड डिस्टॉर्शन ' कहलाता है। ' स्लीव-इंडक्टेड डिस्टॉर्शन ' कम हो जाता है - आम तौर पर Op Amps डेटशीट में ' आउटपुट स्विंग बनाम फ्रिक्वेंसी ' प्लॉट होता है।

एक बार देख लो चित्रा 6 की LM324 डेटापत्रक , और जहां अपने संकेत गुंजाइश कैप्चर आप साझा के अनुसार साजिश में है (नीचे देखें)। आदर्श रूप से आप "वक्र के नीचे" रहना चाहेंगे।

यदि आप Slew Rate के बारे में अधिक जानना चाहते हैं , तो Op Amps प्रशिक्षण के लिए प्रेसिजन लैब्स में 'Slew Rate' श्रृंखला पर एक नज़र डालें ।

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1
अच्छा जवाब। संक्षिप्त और बात तक। +1
Sparky256

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LM324 एक पुराना और धीमा OPA है। इसकी सीमित "स्लीव रेट" है, 0.5 वी / हमसे अधिक नहीं, जो कि 1 मेगाहर्ट्ज से बड़े आयाम सिग्नल परिवर्तनों का तेजी से पालन करने की अनुमति नहीं देता है, जैसा कि आपने अपने स्वयं के प्रयोग में पाया।

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वहाँ कुछ भी नहीं है कि आप दर को सुधारने के लिए कर सकते हैं। आपको एक तेज़ परिचालन एम्पलीफायर खरीदने की आवश्यकता है।


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इसके बजाय इस डेटाशीट को आज़माएं ।
तालिका 6.8 का संदर्भ लें - पृष्ठ 7 पर परिचालन की स्थिति।
तालिका में 1 पैरामीटर "एकता दर पर स्लीव रेट" है।
यह आपको बताता है कि ओपैंप का आउटपुट कितनी तेजी से आगे बढ़ सकता है, और इस LM324 के लिए यह 0.5V / μs है - और यह लगभग कोई भार नहीं है (1M 30 || 30pF)।

आपके कार्यक्षेत्र माप से ऐसा लगता है कि आप लगभग 0.2 से 0.25V / μs देख रहे हैं - एक भार के साथ पूरी तरह से अनुचित नहीं।


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अंगूठे का सामान्य नियम यह है कि एक ऑप-एम्प्स फुल पावर बैंडविड्थ (ऊपरी सीमा) एकता लाभ आवृत्ति का लगभग 10% या उससे कम है। इसके बारे में सोचो।

एकता लाभ का मतलब है कि आप एक आवृत्ति पर पहुंच गए हैं, जहां निर्माण परीक्षण निर्दिष्ट की गई शर्तों के तहत, लाभ एक के बराबर है। यह पूरी तरह से आउटपुट नहीं है। इसका सीधा मतलब है कि Vout = Vin पूरी शक्ति से कुछ कम मूल्य पर।

100 केएचजेड में 100 एचएचजेड और पूर्ण वोल्टेज स्विंग के साथ एक ट्रांजिस्टर 1 एमएचजेड में 1 वोल्ट पीपीपी, 1 वोल्ट पीपीपी इनपुट के साथ आउटपुट हो सकता है। यह सबसे अच्छा यह कर सकता है।

"यूनिटी गेन" शब्द थोड़ा भ्रामक है क्योंकि यह प्रयोग करने योग्य लाभ का संकेत देता है, लेकिन वास्तव में इसका लाभ अपनी सीमा तक पहुंच गया है। कहा गया लाभ के साथ पूर्ण बिजली उत्पादन के लिए एक प्रारंभिक बिंदु के रूप में एकता लाभ का 10% लेते हैं।

कुछ निर्माता लाभ बनाम आवृत्ति और भार इत्यादि के लिए चार्ट के साथ विस्तृत विवरण में जाते हैं, यदि वे डेटाशीट पर हैं, तो उन विवरणों को पढ़ें और वे यह स्पष्ट करने में मदद करेंगे कि आप पूरी शक्ति से उपयोग योग्य लाभ की उम्मीद कर सकते हैं - या नहीं।


मैं कहूंगा कि एक opamp के लिए उपयोगी फ़्रिक्वेंसी रेंज लाभ-बैंडविड्थ का लगभग 1% है। कम सटीकता वाले अनुप्रयोगों के लिए 1.5%।
रॉबर्ट एंडल

1
@RobertEndl। यदि आप पूर्ण लाभ और पूर्ण बैंडविड्थ शामिल करते हैं , तो हाँ, एकता लाभ का केवल कुछ प्रतिशत आपको मिलेगा। यह कम THD मान रहा है।
Sparky256

4

इस ट्रांजिस्टर सर्किट का प्रयास करें

ढांच के रूप में

इस सर्किट का अनुकरण करें - सर्किटलैब का उपयोग करके बनाई गई योजनाबद्ध

Vout (13pF या तो) पर एक मानक 10X गुंजाइश जांच के साथ, आपके पास लगभग 3 नैनोसेकंड (50,000,000 हर्ट्ज) बैंडविड्थ होगा। आउटपुट वोल्टेज बेसलाइन को नियंत्रित करने के लिए R9 को समायोजित करें।

आप आर 3 को 220 या 330 या 430 ओम तक बढ़ा सकते हैं; उच्च प्रतिरोध मूल्यों पर, कलेक्टर-बेस कैपेसिटेंस बढ़ जाएगा जब Vout 1.0v के पास है और आप धीमी गति से बसने देखेंगे। इस प्रकार एक उच्च-आवृत्ति गैर-रैखिक व्यवहार परिणाम (दूसरा हार्मोनिक विरूपण) और आपको योग / अंतर इंटरमॉड्यूलेशन मिलेगा। केवल 4 बिट्स के साथ, मुझे संदेह है कि यह आपके लिए एक समस्या होगी। लेकिन आप कुछ और प्रतिरोधों को 6 या 8 बिट तक बढ़ा सकते हैं, और पूर्व-डिब्बाबंद राशि के पाप तरंगों के साथ फ़ीड कर सकते हैं और फिर एक दायरे या स्पेक्ट्रम विश्लेषक पर एफएफटी की जांच कर सकते हैं।


प्रदर्शन में वृद्धि: यदि आप 2 प्रतिरोधों के नीचे पूर्वाग्रह कर सकते हैं: आर 1 और आर 9, से -0.2 वोल्ट तक, तो आपकी रैखिकता में सुधार होगा, बड़ी # कक्षाओं के लिए पता लगाने योग्य। लॉजिक इनपुट लाइनों पर लोडिंग नोट सुसंगत नहीं है , और यह भी NonLinearities पैदा करता है।

विभेदक वर्तमान स्टीयरिंग का उपयोग करना, शायद द्विध्रुवी वर्तमान स्रोतों और डायोड-स्विच को स्टीयर करने के लिए उपयोग करने से, नॉनलाइनियरिटी कम हो जाती है। कुछ बिंदु पर, आपने महंगे रूप से प्रेसिजन मोनोलिथिक्स कॉर्प से एक DAC08 बनाया है, लेकिन 20MHz से 50MHz बैंडविड्थ के साथ। उस डेटाशीट की जांच करें।

http://www.ti.com/lit/ds/symlink/dac0800.pdf


क्या Q1 और Q2 का मिलान किया जाना चाहिए या नहीं (वर्तमान लाभ, आदि)? वर्तमान लाभ (aF / hFE) में 20% अंतर इस सर्किट को कैसे प्रभावित करता है?
पीटर मोर्टेनसेन

जब तक आपको अत्यधिक तापमान स्थिरता की आवश्यकता नहीं होती है, यह सर्किट अस्थिर है ---- 4mA / 10mA अनुपात बीटा त्रुटियों को अनदेखा करने की अनुमति देता है। और अधिकतम प्रतिरोध पर R9 में 0.4 वोल्ट ड्रॉप यादृच्छिक ट्रांजिस्टर को सम्मिलित करने की अनुमति देता है, यहां तक ​​कि छोटे उपकरणों बनाम छोटे सिग्नल भी। यदि आप तापमान स्थिरता चाहते हैं, तो हैरिस / इंटर्सिल सीए 4046 या इसी तरह के ट्रांजिस्टर सरणियों पर विचार करें, जिसमें एक ही मरने पर 5 डिवाइस हों।
analogsystemsrf 3
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