Elektroda.pl
Elektroda.pl
X
Proszę, dodaj wyjątek dla www.elektroda.pl do Adblock.
Dzięki temu, że oglądasz reklamy, wspierasz portal i użytkowników.

Wzmacniasz push-pull wzbudza się

09 Lip 2017 12:01 555 6
  • Poziom 12  
    Postawiłem sobie za cel budowę wzmacniacza jednostkowego, który przenosiłby również składową stałą.

    To co wypracowałem wygląda mniej więcej tak:
    Wzmacniasz push-pull wzbudza się

    Pod oscylokopem układ zachowuje się tak:
    Wzmacniasz push-pull wzbudza się
    (Tutaj akurat nie ustawiłem odpowiedniego prądu spoczynkowego, stąd widzimy zniekształcenie przejścia, ale to nie ma u nas znaczenia)

    Widać, że wzmacniacz wzbudza się na wysokich częstotliwościach. Pomyślałem więc, żeby ograniczyć jakoś górną granicę pasma przenoszenia wzmacniacza używając filtru dolnoprzepustowego. Zastanawiałem się jak to zrobić, wydaje mi się, że możliwe jest osiągnięcie tego w pętli sprzężenia zwrotnego. Natknąłem się na taki artykuł:
    http://www.electronics-tutorials.ws/filter/filter_5.html
    Mamy tam coś takiego jak "Simplified non-inverting amplifier filter circuit", wydaje mi się, że to jest koncept, który może się sprawdzić w moim przypadku. Wstawię jeszcze zdjęcie tego układu ze strony na wszelki wypadek:
    Wzmacniasz push-pull wzbudza się

    Mam w związku z układem z tej strony następujące pytania:
    1. Gdzie znaleźć w literaturze opis takiego układu?
    2. Czy będzie on dalej działać kiedy w pętlę sprzężenia zwrotnego obejmiemy stopień push-pull?
    3. Jak obliczyć taki filtr (częstotliwość graniczna i zapewnić, żeby miał mniej więcej wzmocnienie jednostkowe w paśmie, które ma przenosić).

    Dziwi mnie, że tak trudno mi znaleźć w Internecie informacje na ten temat.
    Z góry dziękuję za wskazówki.
  • Poziom 31  
    Prosze o podanie powodu dla, ktorego bedzie pan ponownie "odkrywal Ameryke"

    Takie uklady to nic nowego.

    Dokladne opisy sa w podrecznikach autorstwa pana Aleksandra Witorta, Macieja Feszczuka, Krystyny Pruszynskiej Michala Nadachowskiego a takze wydawnictwach akademickich eit.

    Proponuje rowniez poszukac artykulow w/w autorow w czasopismie Radioelektronik.

    Pozdr
    Michal
  • Pomocny post
    Poziom 43  
    Cytat:
    Mam w związku z układem z tej strony następujące pytania:
    1. Gdzie znaleźć w literaturze opis takiego układu?
    2. Czy będzie on dalej działać kiedy w pętlę sprzężenia zwrotnego obejmiemy stopień push-pull?
    3. Jak obliczyć taki filtr (częstotliwość graniczna i zapewnić, żeby miał mniej więcej wzmocnienie jednostkowe w paśmie, które ma przenosić).

    To nie takie proste.
    Postaram się opisać najprościej jak sie da, żeby układ był stabilny przesunięcie fazy w pętli sprzężenia zwrotnego (wzmacniacz + stopień wyjściowy) przy częstotliwości przy której wzmocnienie spada do 1 powinno być mniejsze od 180° w praktyce trzeba zostawić pewien margines fazy 40-60° żeby układ za bardzo nie "dzwonił".

    Cytat:
    Dziwi mnie, że tak trudno mi znaleźć w Internecie informacje na ten temat.
    Na temat stabilności i kompensacji częstotliwościowej są materiały w internecie, niestety większość dosyć trudna dla amatora bo oparta na analizie zespolonej. W Elektronice dla Wszystkich był cykl artykułów w którym autor tłumaczył to tak, żeby dało sie zrozumieć na poziomie szkoły średniej.

    Przykład wzmacniacza z kompensacją (C9 i R14)
    Wzmacniasz push-pull wzbudza się

    Cytat:
    Takie uklady to nic nowego.
    Racja, ale można sie dużo nauczyć - jak ktoś chce. No i jest to wiedza z poziomu wyższego niż przeciętne dyskusje na elektrodzie.
  • Poziom 12  
    michald napisał:
    Prosze o podanie powodu dla, ktorego bedzie pan ponownie "odkrywal Ameryke"

    Chcę hobbystycznie nauczyć się podstaw elektroniki.

    jarek_lnx napisał:
    Na temat stabilności i kompensacji częstotliwościowej są materiały w internecie, niestety większość dosyć trudna dla amatora bo oparta na analizie zespolonej.

    Analiza zespolona to nie problem, znam matematykę na poziomie wyższym. Jednakże kierunek moich studiów to nie elektronika, dlatego robię to hobbystycznie.

    jarek_lnx napisał:
    Przykład wzmacniacza z kompensacją (C9 i R14)

    Dobry i prościutki schemacik - podoba mi się. Można wiedzieć jakie jest jego źródło? Chciałbym doczytać. Ogólnie widzę tutaj taką lokalną pętlę sprzężenia zwrotnego z C9 i R14 (nazywasz to kompensacją). Jak wyliczyć kompensację. Jak ona działa? Gdzie mogę doczytać na ten temat? Globalna pętla sprzężenia zwrotnego obejmująca stopień push-pull ma rezystor R13. Po co właściwie on tam jest?

    Do czego służy rezystor R21 i R21 (na schemacie jest błąd w oznaczeniach). I dlaczego brak rezystorów emiterowych?
    I w sumie nie wiem do czego służy C10.

    Dzięki Jarek za konkretną odpowiedź. Pozdrawiam!
  • Poziom 31  
    Kazdy kondensator mozna w uproszczeniu traktowac jako rezystor o rezystancji zaleznej od czestotliwosci.

    Zatem zakladajac w przyblizeniu ze Xc=R mozemy wyliczyc R dla danej czestotliwosci sygnalu:

    Wzmacniasz push-pull wzbudza się


    https://pl.wikipedia.org/wiki/Kondensator

    Uwzgledniajac powyzsze uproszczenie mozemy smialo policzyc wzmo
    cnienie wzmacniacza operacyjnego:

    https://pl.wikibooks.org/wiki/Wprowadzenie_do...C3%B3%C5%82przewodniki/Wzmacniacze_Operacyjne

    Dodano po 17 [minuty]:

    madrass napisał:


    I w sumie nie wiem do czego służy C10.


    Kondensator C10 "zwiera" ( laczy ) dla sygnalow zmiennych pin1 ukladu IC1d z baza T3.

    Im wieksza pojemnosc C10 tym "zwieranie" odbywa sie dla nizszej czestotliwosci sygnalu co powoduje wysterowanie baz tranzystorow T2 i T3 sygnalem o jednakowej amplitudzie.
  • Poziom 43  
    Cytat:
    Można wiedzieć jakie jest jego źródło? Chciałbym doczytać.
    Schemat pochodzi z jakiejś strony ze schematami pewnie 10x kopiowany opisu nie było.
    Cytat:

    Globalna pętla sprzężenia zwrotnego obejmująca stopień push-pull ma rezystor R13. Po co właściwie on tam jest?
    R13 i R12 ustalają wzmocnienie tak samo jak w układzie wzmacniacza nieodwracającego (19x)

    Cytat:
    Do czego służy rezystor R21 i R21 (na schemacie jest błąd w oznaczeniach). I dlaczego brak rezystorów emiterowych?
    Brak rezystorów emiterowych to błąd, a wspomniane R21 ustalają wzmocnienie stopnia końcowego, zastosowano ty stopień końcowy ze wzmocnieniem ok 4 ponieważ tranzystory są zasilane z 40V a WO nie da aż tyle. Konstruktorzy którzy stosowali to rozwiązanie nie zalecają tego układu ze względu na problemy ze stabilnością samego stopnia końcowego. Zamieściłem ten schemat jako pierwszy który znalazłem z lokalnym sprzężeniem zwrotnym wokół wzmacniacza.
    Cytat:

    I w sumie nie wiem do czego służy C10.
    Zmniejsza impedancje mnożnika Ube dla wyższych częstotliwości czasem stosują a czasem nie.

    Twój układ składa się z:
    1) wzmacniacza operacyjnego którego charakterystyka wzmocnienia w otwartej pętli jest w dokumentacji na rysunku Figure 8. Large-Signal Differential Voltage Amplification and Phase Shift vs Frequency - to typowa charakterystyka wzmacniacza operacyjnego inne wzmacniacze mogą różnic się wartościami liczbowymi ale kształt pozostaje ten sam.
    2) wtórnika na tranzystorach mocy, tranzystory mocy nie są szybkie i przy częstotliwościach przy których wzmocnienie wzmacniacza spada do 1 wprowadzają znaczące przesunięcie fazy.

    Ponizej wykresy Bodego z symulacji dla wzmacniacza operacyjnego V(op) wtórnika tranzystorowego V(tr) oraz dla tych dwóch układów połączonych ze sobą V(out)
    Wzmacniasz push-pull wzbudza się
    Kiedy wykres V(out) przechodzi przez 0dB przesunięcie fazy (oznaczone cienką przerywaną linią)jest już bardzo bliskie 180 - taki układ po zamknięciu pętli sprzężenia zwrotnego się wzbudzi.

    Sytuacje można poprawić dodając przy wzmacniaczu operacyjnym układ który wprowadzi wyprzedzenie fazy kompensujace opóźnienie wprowadzane przez stopień końcowy.
    Nie chce mi sie tego szczegółowo rozpisywać dla tego schematu ale chodzi o to aby dla częstotliwości przy której transmitancja stopnia końcowego ma biegun układ kompensacji miał zero.
    Wzmacniasz push-pull wzbudza się
    V(op) - charakterystyka wzmacniacza z układem kompensacji V(out) całego układu z kompensacją, margines fazy przekracza 90° - nie ma szans na niestabilność

    Nie udało mu sie znaleźć materiałów opisujących dokładnie ten przypadek,
    ale to co poniżej pomoze ci choć częściowo ogarnąć temat.

    http://www.intersil.com/content/dam/Intersil/documents/an94/an9415.pdf
    http://www.ti.com/lit/an/sloa020a/sloa020a.pdf
    https://en.wikipedia.org/wiki/Closed-loop_transfer_function

    Niezła książka o sprzężeniu zwrotnym we wzmacniaczach, rozdział czwarty opisuje to co nas najbardziej interesuje w tym przypadku
    Feedback Amplifiers: Theory and Design Gaetano Palumbo, Salvatore Pennisi
    Link
  • Moderator Projektowanie
    Madrass napisał:
    Chcę hobbystycznie nauczyć się podstaw elektroniki.

    To akurat nie jest najlepszy układ do nauki stabilności WO, kompensacji.
    Przy okazji - te układy wzm. mocy m.cz. też nie są najszczęśliwsze, gdyż typowy WO nie jest w stanie dać na wyjściu amplitudy Uwy zbliżonej do Uzas - więc taki układ ma małą sprawność energetyczną.
    Madrass napisał:
    nie wiem do czego służy C10.

    Na dobrą sprawę - zbędny.
    W uproszczeniu - WO na swoim wyjściu daje amplitudę wzmocnionego sygnału "przesuwając" potencjał bazy T2, a ponieważ mnożnik Ube (T1) utrzymuje stałe napięcie między bazami T2-T3, to tak samo przesuwa się potencjał bazy T3.
    Inaczej - impedancja otwartego T1 jest dla sygnału zmiennego niska i w zasadzie C10 pomaga niewiele (albo i nic).