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

Rzadko zadawane pytania: wzmacniacz różnicowy z elementów dyskretnych

ghost666 21 Sty 2020 10:29 2451 19
  • Rzadko zadawane pytania: wzmacniacz różnicowy z elementów dyskretnych
    Pytanie: Po co płacić więcej, skoro wzmacniacz różnicowy można zestawić samodzielnie z elementów dyskretnych?

    Odpowiedź: Klasyczny dyskretny wzmacniacz różnicowy jest dość prostym układem. A co może być skomplikowane w przypadku wzmacniacza operacyjnego i układu czterech rezystorów? Okazuje się, że całkiem sporo.

    Parametry takiego obwodu zestawionego z elementów dyskretnych mogą być istotnie gorsze niż chcieliby jego projektanci. W oparciu o rzeczywiste parametry układu, artykuł ten pokazuje niektóre wady i problemy napotykane w przypadku wykorzystania dyskretnych rezystorów, w tym trudności z uzyskaniem zarówno dostatecznie wysokiej dokładności wzmocnienia, niskiego dryftu wzmocnienia i offsetu, jak i wysokiego współczynnika odrzucenia sygnału współbieżnego.

    Klasyczny wzmacniacz różnicowy z czterema rezystorami pokazany jest na rysunku 1.

    Rzadko zadawane pytania: wzmacniacz różnicowy z elementów dyskretnych
    Rys.1. Klasyczny wzmacniacz różnicowy zestawiony z elementów dyskretnych.


    Funkcja przejścia takiego układu opisana jest równaniem:

    $$V_{OUT} = frac {R_4} {R_3 + R_4} times frac {R1 + R_2} {R_1} times V_2 - frac {R_2} {R_1} times V_1 qquad (1)$$

    Jeżeli R1 = R3 oraz R2 = R4, to równanie 1 upraszcza się do następującego równania:

    $$V_{OUT} frac {R_2} { R_1} times (V_2 - V_1) qquad (2)$$

    Uproszczenie to może być łatwym sposobem na przybliżenie oczekiwanego sygnału, ale oporniki te nigdy nie są dokładnie takiej samej wartości - wynika to m.in. z ich rozrzutów produkcyjnych itp. Ponadto rezystory takie mają zwykle niską dokładność i wysoki współczynnik temperaturowy, co powoduje znaczne błędy w obwodzie pracującym np. w warunkach zmieniającej się temperatury.

    Na przykład, stosując dobrej klasy wzmacniacz operacyjny i standardowe rezystory o tolerancji 1%, i współczynniku temperaturowym równym 100 ppm/°C, początkowy błąd wzmocnienia może wynosić do 2% i może zmieniać się w funkcji temperatury z nachyleniem do 200 ppm/°C. Jednym z rozwiązań tego problemu byłoby użycie układu rezystorów monolitycznych do precyzyjnego ustawienia wzmocnienia, ale są one duże i trudne w implementacji na PCB, a także wyjątkowo drogie.

    Oprócz niskiej dokładności i znacznego przesunięcia wzmocnienia w funkcji temperatury, większość wzmacniaczy różnicowych, zbudowanych z elementów dyskretnych charakteryzuje się słabym CMRR – współczynnikiem odrzucenia wpływu napięcia współbieżnego i zakresem napięcia wejściowego mniejszym niż napięcie zasilania op-ampa. Monolityczne wzmacniacze pomiarowe (tzw. wzmacniacze instrumentalne) także będą charakteryzowały się pewnym dryfem wzmocnienia, ponieważ wewnętrzna sieć rezystorów przedwzmacniaczy nie jest zgodna z zewnętrznym rezystorem ustawienia wzmocnienia idącym do pinu RG.

    Najlepszym rozwiązaniem wszystkich tych problemów jest zastosowanie wzmacniacza różnicowego z wewnętrznymi rezystorami do ustawiania wzmocnienia, takiego jak na przykład AD8271. Zazwyczaj produkty tej klasy składają się z bardzo precyzyjnego wzmacniacza operacyjnego o niskim poziomie zniekształceń i kilku wewnętrznych rezystorów, które są trymowane laserowo, do uzyskania wysokiej precyzji rezystancji. Rezystory te można łączyć ze sobą w celu stworzenia szerokiej gamy konfiguracji wzmacniaczy, w tym konfiguracji różnicowej, nieodwracającej i odwracającej. Rezystory w układzie scalonym można łączyć ze sobą równolegle, aby uzyskać szerszy zakres opcji rezystancji. Zastosowanie oporników w układzie scalonym zapewnia projektantowi kilka zalet w porównaniu z konstrukcją dyskretną.

    Większość istotnych parametrów stałoprądowych obwodów wzmacniacza operacyjnego zależy od dokładności otaczających go rezystorów. Oporniki wewnętrzne układu są bardzo precyzyjne; są przycinane laserowo i testowane pod kątem ich dokładności dopasowania do układu. Z tego powodu istnieje gwarancja wysokiej dokładności dla parametrów, takich jak dryft wzmocnienia, CMRR czy błąd wzmocnienia. Obwód na rysunku 1, gdy jest zintegrowany w układzie scalonym, może zapewnić dokładność wzmocnienia nie gorszą niż 0,1% przy jego dryfcie termicznym mniejszym niż 10 ppm/°C, jak pokazano na rysunku 2.

    Rzadko zadawane pytania: wzmacniacz różnicowy z elementów dyskretnych
    Rys.2. Porównanie błędu wzmocnienia w funkcji temperatury dla AD8271 (pomarańczowa kreska) w porównaniu z rozwiązaniem dyskretnym (niebieska kreska).


    Parametry zmiennoprądowe

    Rozmiar obwodu jest znacznie mniejszy w układzie scalonym niż na płytce drukowanej (PCB), więc wielkości pasożytnicze (indukcyjność, pojemność, itp.) są również mniejsze. Dlatego też elementy scalone osiągają lepsze parametry dynamiczne. Wejścia odwracające i nieodwracające wzmacniacza operacyjnego w AD8271 celowo nie są wyprowadzane poza obudowę układu scalonego. Nie łącząc tych węzłów ze ścieżkami na płytce drukowanej, związane z nimi pojemności pasożytnicze pozostają niskie, co powoduje zarówno lepszą stabilność pętli, jak i poprawienie charakterystyki odrzucenia napięcia współbieżnego w funkcji częstotliwości. Porównanie tych wartości zaprezentowane jest na rysunku 3.

    Rzadko zadawane pytania: wzmacniacz różnicowy z elementów dyskretnych
    Rys.3. Współczynnik odrzucenia sygnału współbieżnego w funkcji częstotliwości dla AD8271 (pomarańczowa kreska) i dla rozwiązania dyskretnego (niebieska kreska).


    Ważną cechą wzmacniacza różnicowego jest wysoki stopień odrzucania sygnałów wspólnych dla obu wejść układu. Odnosząc się do rysunku 1: jeśli rezystory R1 do R4 nie są idealnie do siebie dopasowane (lub jeśli R1, R2 i R3, R4 nie są do siebie dopasowane, gdy wzmocnienie jest większe niż 1), część napięcia współbieżnego zostanie wzmocniona przez wzmacniacz różnicowy i pojawi się na wyjściu układu jako różnica między napięciami V1 i V2; sygnału tego nie można odróżnić od rzeczywistego sygnału różnicowego.

    Zdolność wzmacniacza różnicowego do odrzucenia tego napięcia nazywa się współczynnikiem odrzucenia napięcia współbieżnego. Można go wyrazić jako prosty współczynnik odrzucenia w trybie wspólnym (CMRR) lub przeliczyć na decybele (dB). W przypadku rozwiązania dyskretnego rezystory te nie są nigdy tak dobrze dopasowane jak laserowo przycięte oporniki w zintegrowanym rozwiązaniu, co widać na wykresie napięcia wyjściowego w funkcji napięcia współbieżnego, na rysunku 4.

    Rzadko zadawane pytania: wzmacniacz różnicowy z elementów dyskretnych
    Rys.4. Napięcie wyjściowe w funkcji napięcia współbieżnego dla AD8271 (pomarańczowa kreska) i rozwiązania dyskretnego (niebieska kreska).


    Zakładając idealny wzmacniacz operacyjny, współczynnik odrzucenia napięcia współbieżnego (CMRR) we wzmacniaczu różnicowym, opisać można równaniem:

    $$CMRR cong frac {A_d + 1} {4 time t} qquad(3)$$

    gdzie Ad jest wzmocnieniem wzmacniacza różnicowego, a t jest tolerancją rezystora. Zatem, przy wzmocnieniu równym jedności i opornikach o tolerancji 1%, CMRR wynosi 50 V/V lub około 34 dB; przy rezystorach 0,1% CMRR wzrasta do 54 dB. Nawet biorąc pod uwagę doskonały wzmacniacz operacyjny z nieskończonym tłumieniem napięcia współbieżnego, CMRR jest ograniczona przez dopasowanie rezystorów otaczających układ. Dodatkowo, niektóre tańsze wzmacniacze operacyjne mają CMRR w zakresie od 60 dB do 70 dB, co dodatkowo pogarsza błędy.

    Precyzyjne rezystory o małej tolerancji wartości oporu

    Podczas gdy wzmacniacze zwykle działają dobrze w określonym zakresie temperatur roboczych, to z opornikami jest już inaczej. Koniecznie należy wziąć pod uwagę ich współczynnik temperaturowy, przy korzystaniu z zewnętrznych dyskretnych rezystorów. W przypadku wzmacniacza ze zintegrowanymi opornikami, elementy te można można przycinać i dopasowywać do układu. Układ scalony zwykle ma rezystory blisko siebie tak, że wszystkie dryfują razem, zmniejszając w ten sposób współczynnik przesunięcia wynikający z temperatury. W przypadku dyskretnym rezystory są rozmieszczone dalej od układu i od siebie na płytce drukowanej, a co za tym idzie, nie są tak ściśle sprzężone termicznie jak te zintegrowane w obudowie układu scalonego. Powoduje to pogorszenie parametrów układu w funkcji temperatury. Porównanie offsetu napięciowego dla wersji dyskretnej i scalonej wzmacniacza różnicowego pokazano na rysunku 5. Widoczna jest istotna różnica w zakresie zmian napięcia offsetu w funkcji temperatury dla wersji dyskretnej.

    Rzadko zadawane pytania: wzmacniacz różnicowy z elementów dyskretnych
    Rys.5. Przesunięcie systemu w funkcji temperatury dla AD8271 (kreska pomarańczowa) w porównaniu z rozwiązaniem dyskretnym (kreska niebieska).


    Wzmacniacze różnicowe wykonane z op-ampa i czterech oporników - dyskretne jak i monolityczne - są szeroko stosowane w elektronice w wielu aplikacjach. Dzięki wykorzystaniu tylko jednej części (układu scalonego ze wzmacniaczem pomiarowym), a nie kilku dyskretnych komponentów umieszczonych na płytce drukowanej, PCB można szybciej zaprojektować, redukując jej wielkość i poziom skomplikowania, a jednocześnie osiągając wyższe parametry toru sygnałowego.

    Aby uzyskać solidną konstrukcję o dobrych parametrach, lepiej sięgnąć po rozwiązanie scalone. Układy takie oferują niższy poziom szumów, większy zakres napięć wejściowych oraz CMRR na poziomie 80 dB lub więcej. Wszystkie rezystory w układzie scalonym są wytwarzane z tego samego materiału o niskim dryfie, co oporniki w samym op-ampie, więc ich stosunek dopasowania do temperatury jest taki sam, co dodatkowo poprawia parametry projektowe systemu.

    Wniosek

    Łatwo jest dostrzec istotne różnice między wzmacniaczami różnicowymi z wewnętrznymi opornikami do ustawiania wzmocnienia a rozwiązaniami wzmacniaczy tego typu zestawionymi z elementów dyskretnych. Różnią się one parametrami, takimi jak dokładność i dryf wzmocnienia – na korzyść w pełni scalonych wzmacniaczy. Układy z wewnętrznymi, precyzyjnie dobranymi opornikami, oferują także wyższy współczynnik odrzucenia wpływu napięcia współbieżnego (CMRR) w sygnale wejściowym, co jest istotne dla elementów różnicowych.

    Źródło: https://www.analog.com/en/analog-dialogue/raqs/raq-issue-165.html

    Fajne! Ranking DIY
    Potrafisz napisać podobny artykuł? Wyślij do mnie a otrzymasz kartę SD 64GB.
    O autorze
    ghost666
    Tłumacz Redaktor
    Offline 
    Fizyk z wykształcenia. Po zrobieniu doktoratu i dwóch latach pracy na uczelni, przeszedł do sektora prywatnego, gdzie zajmuje się projektowaniem urządzeń elektronicznych i programowaniem. Od 2003 roku na forum Elektroda.pl, od 2008 roku członek zespołu redakcyjnego.
    ghost666 napisał 9552 postów o ocenie 7618, pomógł 157 razy. Mieszka w mieście Warszawa. Jest z nami od 2003 roku.
  • Computer ControlsComputer Controls
  • #2
    acctr
    Poziom 15  
    Ciekawy artykuł, choć dotyczy kwestii znanej każdemu kto próbował cokolwiek zdziałać na tranzystorach dyskretnych. Jestem przekonany, że jeśli ktoś próbuje zrobić wzmacniacz różnicowy w ten sposób już wie jak układ będzie pływał. A jeśli ktoś o tym nie wie to znaczy, że robi taki układ pierwszy raz.
    Zaprezentowane charakterystyki powinny zapaść w pamięci i skutecznie zniechęcać przed próbą zastosowania rozwiązania z elementami dyskretnymi :)
  • #3
    pawelr98
    Poziom 38  
    acctr napisał:

    Zaprezentowane charakterystyki powinny zapaść w pamięci i skutecznie zniechęcać przed próbą zastosowania rozwiązania z elementami dyskretnymi :)


    Są jak dla mnie różne przeszkody przed korzystaniem z "gotowców".

    W Polsce jest problem z dostępnością części amerykańskich.

    Próbowałem kupić w połowie września 2019 układ INA226 czyli wzmacniacz różnicowy + ADC po I2C. W całym kraju nie było ani jednego egzemplarza do zakupu. Nie ważne czy cały moduł czy sam układ scalony.
    Na chwilę obecną tego AD również nie ma na TME.

    Wszyscy wskazywali, że najbliższy termin dostawy to połowa października.
    A kupno z Mousera albo Digikey to wysyłka rzędu 80zł jeśli nie wydamy większej kwoty na części.

    Szybciej to ja dostałem całą płytkę z takim wzmacniaczem wysłaną z Chin niż element stał się dostępny w Polsce.

    Robiłem też wzmacniacze różnicowe na OP07 kosztującym 2zł i dostępnym na miejscu bez żadnych problemów.
    Dryft to dryft ale na moje potrzeby układ był wystarczająco dokładny.

    Problemem jest także brak układów DIP pozwalających na łatwe prototypowanie.
    Na TME jest jedynie INA137 czy podobne wzmacniacze różnicowe do audio (sztywne wzmocnienie i to co najwyżej 2).
    Lutowanie bardzo małego SMD jest uciążliwe w warunkach amatorskich lub kiedy zależy nam na czasie.
  • Computer ControlsComputer Controls
  • #4
    szczepar
    Poziom 20  
    TME nie jest najlepszym wyznacznikiem dostępności elementów.
    Mouser - 200 PLN Zamówienie i z tego co pamiętam wysyłka gratis bez żadnych dodatkowych opłat
    RS Components - INA226 dostępny w 5cio pakach po 9,38/sztuka wzmacniacza - ale jest jakaś informacja o problemach z dostępnością (nie wiem czy dotyczy zamówień ponad stan magazynowy czy wszystkich)

    Jest również cała masa wzmacniaczy róznicowych gotowych od ręki w Farnellu - Co przy ich logistyce i dostawach w 24-48 godzin jest przyjemne.

    Dodatkowym plusem kupowania od dostawców którzy mają sprawdzony łańcuch dystrybucji jest mniejsze ryzyko kupienia podróbki.
    Kupowanie w Chinach podzespołów - może być wysoce "ekscytujące" :)
  • #5
    pawelr98
    Poziom 38  
    Jeśli potrzebuję paru układów za 40-50 zł to mam do 200zł równać ? O tym że jest darmowa wysyłka to wiedziałem od dawna.
    O to właśnie chodzi, że muszę kupować za granicą, aby w ogóle cokolwiek dostać.

    Problem w tym, że wszystkie zaawansowane układy scalone są amerykańskie a ich dostępność jest ograniczona.

    Jak ktoś pracuje w firmie to zapewne jest to żaden problem bo zamówienia są na setki zł. Ale jako amator kupuję raz-dwa razy na rok i to tylko jakieś wyspecjalizowane układy.

    INA226 teraz jest dostępne ale wtedy (połowa września) nie było ich dosłownie nigdzie. Szukałem gdzie się dało.
    A jest to wyspecjalizowany układ zawierający zarówno wzmacniacz różnicowy jak i ADC. Mierzy prąd (wzmacniacz różnicowy na boczniku) i napięcie co można odczytać w rejestrach za pomocą I2C.
    Był mi potrzebny "na zaraz" do pracy inżynierskiej.
    W październiku (o ile dobrze pamiętam 10-11) się pojawiły w TME to kupiłem, chociaż dwa dni wcześniej dotarły też zamówione w chinach moduły wyposażone w INA226.
    Przytrzymało to mój postęp w tworzeniu urządzenia. Wrzesień miałem cały wolny i mogłem robić ile chciałem.

    Ja tam wolę bazować na tym co jest lokalnie dostępne bez żadnych dodatkowych warunków.
    Nawet jeśli rezultat będzie gorszy. W przypadku pracy inżynierskiej rozważałem właśnie dyskretny wzmacniacz różnicowy połączony z osobnym układem ADC jako alternatywę w przypadku gdyby nie udało się uzyskać układu na czas. Bo to jest wtedy różnica pomiędzy całkowitym brakiem a wykonaniem działającego obwodu.
    Sam układ wzmacniacza różnicowego mógłbym zapewne kupić ale nie w formacie DIP, który można szybko testować na płytkach uniwersalnych. Czasu na robienie kolejnych płytek drukowanych pod układy SMD też za dużo nie ma bo potem to trzeba jeszcze przetestować i opisać.
    I nie bez powodu wylutowuję też z różnego sprzętu wyspecjalizowane (głównie radiówka) układy scalone.
    Ich się kupić nie da albo są ciężko dostępne.
  • #6
    RitterX
    Poziom 38  
    acctr napisał:
    Ciekawy artykuł, choć dotyczy kwestii znanej każdemu kto próbował cokolwiek zdziałać na tranzystorach dyskretnych. Jestem przekonany, że jeśli ktoś próbuje zrobić wzmacniacz różnicowy w ten sposób już wie jak układ będzie pływał. A jeśli ktoś o tym nie wie to znaczy, że robi taki układ pierwszy raz.
    Zaprezentowane charakterystyki powinny zapaść w pamięci i skutecznie zniechęcać przed próbą zastosowania rozwiązania z elementami dyskretnymi :)

    Nie powiedziałbym, że jest aż tak źle. Tory wzmacniaczy wejściowych Y w oscyloskopach analogowych były budowane na piechotę z układów dyskretnych i jakoś mocno nie pływały. Wzmacniacze audio także są różnicowe i jak są poprawnie zaprojektowanie to także słabo pływają. Mam w jednej z książek metodę, schemat zrobienia na piechotę wzmacniacza operacyjnego.
    Przy wyższych częstotliwościach problemem jest ułożenie elementów tak by nie dochodziło do sprzężeń pojemnościowych. W scalonych wzmacniaczach operacyjnych krytyczna sprawą jest zapewnienie zapasu amplitudy i fazy w całym zakresie pracy. Dodanie w odpowiednim miejscu pojemności celem zmiany charakterystyki amplitudowo-fazowej jest nie lada wyczynem gdyż robienie kondensatora o przyzwoitej tolerancji na podłożu scalonym do łatwych nie należy.
  • #7
    pawelr98
    Poziom 38  
    RitterX napisał:

    Nie powiedziałbym, że jest aż tak źle. Tory wzmacniaczy wejściowych Y w oscyloskopach analogowych były budowane na piechotę z układów dyskretnych i jakoś mocno nie pływały.


    Nie tylko w analogach.

    Rigol DS1054Z też ma tor wejściowy "na piechotę" na zdaje się 2N3904 w wersji SMD.

    I dlatego też ma taką cenę. Bo elementy dyskretne są bardzo tanie w porównaniu z "wyrafinowanymi" elementami o gwarantowanych parametrach.
  • #9
    szczepar
    Poziom 20  
    pawelr98:
    Kiedyś uważałem SMD za coś złego właśnie z uwagi na trudności z prototypowaniem, ale zmieniłem zdanie po paru przykrych przesiadkach z płytki prototypowej z układami typu DIL na koncową. Nauczyło mnie to jak najszybciej przechodzić z prototypu na docelowy projekt płytki.

    W tej chwili jak nie muszę to unikam montażu THT. (THT i 4-6 warstw też nie jest najmilsze, szczególnie jak przychodzi do wylutowania elementu)

    Natomiast jak chcesz układy 8 nóżkowe w obudowach SMD używać do prototypowania to mam taką radę.
    Zaopatrz się w podstawki precyzyjne DIL-8 i wklejaj na nie układy SMD, następnie w otwory podstawki wkładaj druciki i delikatnie poustawiaj je do nóżek SMD.

    Nie kpij z wyrafinowanych elementów scalonych - jak będziesz próbować mierzyć sygnały na 18-20 bitach to podziękujesz za takie wzmacniacze , tak samo jak za parowane rezystory 1:100 Vishay-a po 20+ PLN za sztukę. :)
  • #10
    pawelr98
    Poziom 38  
    szczepar napisał:
    pawelr98:
    Kiedyś uważałem SMD za coś złego właśnie z uwagi na trudności z prototypowaniem, ale zmieniłem zdanie po paru przykrych przesiadkach z płytki prototypowej z układami typu DIL na koncową. Nauczyło mnie to jak najszybciej przechodzić z prototypu na docelowy projekt płytki.

    W tej chwili jak nie muszę to unikam montażu THT. (THT i 4-6 warstw też nie jest najmilsze, szczególnie jak przychodzi do wylutowania elementu)

    Natomiast jak chcesz układy 8 nóżkowe w obudowach SMD używać do prototypowania to mam taką radę.
    Zaopatrz się w podstawki precyzyjne DIL-8 i wklejaj na nie układy SMD, następnie w otwory podstawki wkładaj druciki i delikatnie poustawiaj je do nóżek SMD.

    Nie kpij z wyrafinowanych elementów scalonych - jak będziesz próbować mierzyć sygnały na 18-20 bitach to podziękujesz za takie wzmacniacze , tak samo jak za parowane rezystory 1:100 Vishay-a po 20+ PLN za sztukę. :)


    Ja nie kpię z tych elementów.

    Zdaje sobie sprawę z tego jaką dają ulgę przy projektowaniu urządzeń.

    Płacimy za to, że ktoś za nas rozwiązał problemy. Jak robimy sami to musimy się z nimi zmierzyć na własną rękę.

    Tylko czasem właśnie albo tych elementów nie ma albo są drogie.

    Z jakiegoś powodu w tym Rigolu robiono to na piechotę. W tym wypadku mamy niską cenę. Zamiast wyrafinowanych wzmacniaczy zastosowano bardzo podstawowe tranzystory bipolarne kosztujące grosze. W hurcie pewnie nawet 1 grosza nie są warte w przeciwieństwie do wzmacniaczy szerokopasmowych.
    Tylko ktoś w tym Rigolu musiał usiąść i to zaprojektować a potem przetestować. Produkt masowy to się opłaciło.

    Tak samo jak w cyfrowych radiach front-end to i tak klasyczna superheterodyna przesuwająca sygnał w bardziej "ekonomiczny" zakres częstotliwości. Wtedy sygnały po paręset MHz są obrabiane przez tanie przetworniki 1MSPS.

    Prędzej niż lutować na druciki można stosować konwertery do DIP. Płytki pod SMD z wyprowadzeniami na DIP. Mnie drażni bardziej proces nakładania lutowia i tworzących się zworek przy małych odległościach między pinami.
    A wszelakie QFN to już strach tykać bo nie widać i słabo jest z ręcznym poprawianiem (mam grot 0,2mm do tego). Tak jakby bliźniacze QFP było dużo większe, wystające pola lutownicze i tak zwykle są wokół takiego układu QFN. Bezsens w wydaniu producentów.
  • #11
    Mark II
    Poziom 21  
    Przede wszystkim artykuł zawiera lokowanie produktu. Dotyczy nie pojedynczych tranzystorów a pojedynczych wzmacniaczy operacyjnych i pomija fakt, że rezystory miewają tolerancję lepszą niż 1%. Także smd.
  • #12
    mongoł2000
    Poziom 18  
    Cytat:
    Rigol DS1054Z też ma tor wejściowy "na piechotę" na zdaje się 2N3904 w wersji SMD.


    Tam na piechotę nic nie zostało zrobione. Bardzo standardowa konstrukcja(nawet w super drogich oscyloskopach jest niemal identycznie), a i cały tor różnicowy zrobiony z wykorzystaniem układów scalonych. Jeśli bez żadnych kłopotów możemy sięgnąć po element dyskretny to czemu nie, ale jak potrzebujemy skomplikowanego wzmacniacza, tym bardziej do toru różnicowego, to jest to jedyne sensowne wyjście.
  • #14
    mongoł2000
    Poziom 18  
  • #15
    CosteC
    Poziom 28  
    @ghost666 Doceniam twoje tłumaczenia materiałów marketingowych Analog Devices, ale razi mnie podejście do języka polskiego. Albo używamy angielskich terminów albo polskich. Tłumaczenie dosłowne z angielskiego jest niewłaściwe i mylące a mamy odpowiedniki większości terminów pochodzących sprzed lat 80'.
    CMRR (Common Mode Rejection Ratio) = Współczynnik tłumienia sygnału współbieżnego
    Offset Voltage = (wejściowe) napięcie niezrównoważenia
    "Precyzyjne rezystory o małej tolerancji wartości oporu" trąci google translate i w ogóle nie brzmi po polsku. Albo "Precyzyjne rezystory", "Rezystory o wąskiej tolerancji"

    Co do samej idei, chyba nikt poważny dzisiaj nie będzie próbował na piechotę robić wzmacniacza pomiarowego DC. Po części dlatego, że to prawie nie możliwe - parowane tranzystory prawie wyszły z produkcji - układ scalony jest tańszy i lepszy. Dla zastosowań AC natomiast można nieco poszaleć - zrobienie wzmacniacza z GBP rzędu kilku GHz jest proste i tanie. Ale zakładając, że parametry DC mogą być umiarkowane. Uzyskanie sensownego PSRR czy stabilności wzmocnienia jest możliwe dosyć łatwo.
  • #16
    RitterX
    Poziom 38  
    CosteC napisał:
    Co do samej idei, chyba nikt poważny dzisiaj nie będzie próbował na piechotę robić wzmacniacza pomiarowego DC. Po części dlatego, że to prawie nie możliwe - parowane tranzystory prawie wyszły z produkcji - układ scalony jest tańszy i lepszy. Dla zastosowań AC natomiast można nieco poszaleć - zrobienie wzmacniacza z GBP rzędu kilku GHz jest proste i tanie. Ale zakładając, że parametry DC mogą być umiarkowane. Uzyskanie sensownego PSRR czy stabilności wzmocnienia jest możliwe dosyć łatwo.

    A co ze wzrostem poziomu harmonicznych i intermodulacji w funkcji częstotliwości wzmacniaczy scalonych? Nie masz na to specjalnie żadnego wpływu od strony projektowej. Fajnie byłoby mierzyć wzmocniony sygnał a nie sygnał + "duchy".
    Kilka to 5 ;) . Jaki tani scalony wzmacniacz z płaskim PSRR do 5GHz zaproponujesz?
    Nie twierdzę, że ostatnimi czasy nie ma postępu w dziedzinie konstruowania szerokopasmowych wzmacniaczy różnicowych bo jest i to bardzo dynamiczny lecz nie powiedziałbym, że mają wyśmienite parametry, które wystarczy nieco zmodyfikować zewnętrznymi elementami by były jedynie dobre lecz powtarzalne.
  • #17
    CosteC
    Poziom 28  
    Trochę nie wiem do czego pijesz.. przykład może jakiś?
    GBP rzędu 5 GHz daje np 100 MHz przy wzmocnieniu 50x.
    Płaskie PSRR do 5 GHz będzie wymagać pola wzmocnienia pewnie dobrze ponad 50 GHz czyli poza zakresem osiągalnym metodami nie-scalonymi, no może poza rezonansowymi wzmacniaczami...
  • #18
    RitterX
    Poziom 38  
    Zupełnie do niczego nie piję. Jeżeli już to OjCzystą ;) . Wychodzę z założenia, że albo piszemy coś w dobrej wierze albo to nie ma sensu. Tym samym nie zakładam, że wiem na dany temat wszystko, nie mogę się mylić, nie powstały nowe błyskotliwe rozwiązania, o których nic nie wiem, ... .
    Gdybyś napisał "...parę GHz..." to rozmawialibyśmy o wzmacniaczu rzędu x10 i 2GHz a skoro " ...kilka GHz..." to więcej jak parę :) czyli 5. Te 5GHz jest zupełnie bez żadnego podtekstu.

    Dłuższy czas nie grzebałem w paśmie rzędu 4...10GHz i najzwyczajniej jestem ciekawy co nowego? Wzmacniacze scalone, które brałem pod uwagę gdy grzebałem miały nie najlepsze parametry powyżej 1GHz. Często dosyć dziwnie wyglądające wykresy przesunięcia fazy w funkcji częstotliwości, wzrost zawartości harmonicznych,... . Przykład z głowy LTC6409.
    Scalony wzmacniacz oraz jego fizyczna implementacja dla płaskiego PSRR do 5GHz nie będzie prosta ani tania. Scalone wzmacniacze o częstotliwości granicznej rzędu 50GHz raczej nie będą szerokopasmowe. Ale mniejsza z tym gdyż to zakres fal milimetrowych i trudno spodziewać się cudów.
    W oscyloskopach HP z pasmem 250MHz i ich radzieckich "klonach" stosowano wstępne wzmacniacze różnicowe hybrydowe budowane na elementach do złudzenia przypominających SMD. Podłoże modułu było inne jak zwykły FR4 ale trudno się dziwić.
  • #19
    CosteC
    Poziom 28  
    Pytałem bo nie miałem problemów z intermodulacjami i zniekształceniami harmonicznymi w szybkich wzmacniaczach scalonych. Zawsze były lepsze od układów dyskretnych, mniejsze, tańsze i o wiele prostsze w użyciu. Dlatego ciekawi mnie przykład.

    Im wyższe częstotliwości tym większy problem z layoutem, i to w układach scalonych i dyskretnych. Hybrydowe układy które dzisiaj nieco wymarły były jakąś formą pośrednią i dotyczyły ich te same problemy. LTC6409 - o którym wykresie mówisz?
  • #20
    RitterX
    Poziom 38  
    Konkretniej o Intermodulation Distortion vs Frequency . Drugi to Frequency Response vs Closed Loop Gain gdyż zwykle jak gdzieś jest mocno przycinana charakterystyka wzmocnienia z funkcji częstotliwości to niechybnie oznacza problemy z zapasem stabilności. W tym konkretnym przypadku producent nie pochwalił się wykresem fazy w funkcji częstotliwości.
    Nadal będę namawiał do konstruowania na piechotę bo to dzieło sztuki, taki Rembrandt wśród wzmacniaczy szerokopasmowych a nie gotowiec. Nigdy nie wiadomo czy się uda? Jednak nie oznacza, że to niemożliwe.
    Sprawę PCB mamy chyba wyjaśnioną i co do niej zapewne się zgadzamy. Przyznam, że bardzo lubię w specyfikacji elementy odpowiadające za sprzężenie zwrotne tutaj w przykładzie LTC6409 np. pojemności 0.8pF albo 1.3pF.