Elektroda.pl
Elektroda.pl
X

Search our partners

Find the latest content on electronic components. Datasheets.com
Elektroda.pl
Altium Designer Computer ControlsAltium Designer Computer Controls
Please add exception to AdBlock for elektroda.pl.
If you watch the ads, you support portal and users.

Wzmacniacze operacyjne - Co? Jak? Poradnik Cz. 4. Wzmacniacz nieidealny 2

Urgon 15 Jul 2021 07:37 4614 111
  • Wzmacniacze operacyjne - Co? Jak? Poradnik Cz. 4. Wzmacniacz nieidealny 2


    W poprzedniej części pokazałem pierwsze problemy z rzeczywistymi wzmacniaczami operacyjnymi. Było o tym, jak założenia, na których się opieraliśmy są błędne, o prądzie polaryzacji, napięciu niezrównoważenia, wrażliwości na temperaturę i o tym, jak NE5532 się nie nadaje.
    W tej części będzie o kolejnych problemach i ograniczeniach: o paśmie przenoszenia i o robieniu trapezów z prostokątów.

    Czym jest pasmo przenoszenia?

    W skrócie pasmo przenoszenia to zakres częstotliwości, dla których dany układ lub komponent zachowuje się zgodnie z przeznaczeniem. Dla przykładu głośniki i słuchawki z reguły mają pasmo przenoszenia od 20Hz do 20kHz, czyli w pełnym zakresie ludzkiego słuchu. Nie było to wspominane wcześniej, ale wzmacniacze operacyjne też mają swoje pasmo przenoszenia, oznaczone w notach jako Unity Gain Bandwidth albo GBW - Gain-Bandwidth Product. Jest to zwykle maksymalna częstotliwość przenoszenia wzmacniacza przy wzmocnieniu 1x dla której sygnał nie jest zniekształcony.

    Parametr ten pozwala obliczyć maksymalną częstotliwość sygnału jaką można wzmocnić przy określonym wzmocnieniu. Pasmo przenoszenia wzmacniacza o określonym wzmocnieniu można obliczyć wzorem:
    $$BW = \frac{GBW}{G}$$
    Weźmy dla przykładu naszego ulubieńca: NE5532. Według noty pasmo przenoszenia wynosi 10MHz. Jakie będzie pasmo przenoszenia dla wzmocnienia 10x, 50x i 100x? Policzmy:
    $$\frac{10MHz}{10} = 1MHz$$
    $$\frac{10MHz}{50} = 200kHz$$
    $$\frac{10MHz}{100} = 100kHz$$
    Dla TL07x, który sprawdził się tak dobrze w poprzedniej części parametr ten wynosi 6,25MHz. Przy wzmocnieniu 100x zatem pasmo zostanie obcięte do 62,5kHz.
    Spójrzmy teraz na inny, popularny wzmacniacz, LM358A. Nota podaje, iż GBW wynosi maksymalnie 0,7MHz. Jakie może być maksymalne wzmocnienie tego układu dla pasma akustycznego? Przekształćmy wzór:
    $$G = \frac{GBW}{BW}$$
    Pasmo akustyczne sięga 20kHz, zatem LM358A ma maksymalne wzmocnienie dla pojedynczego wzmacniacza na poziomie:
    $$\frac{700kHz}{20kHz} = 35$$
    35 razy. Może być za mało w pewnych zastosowaniach. Ale popularny w sprzęcie audio układ NE5532 da nam wzmocnienie aż 500 razy dla zakresu audio. Zresztą LM358A ma więcej problemów, o których będzie niżej...

    A co, jeśli potrzebujemy pasma przenoszenia mierzonego w dziesiątkach MHz?
    Na szczęście producenci oferują układy o bardzo szerokim paśmie. Kilka przykładów z cenami:

    AD841LT1221LM7171AD8011OPA655OPA659
    GBW40MHz45MHz200MHz300MHz400MHz650MHz
    Cena~20PLN~12PLN~18PLN~14PLN~35PLN~12PLN

    Są to ceny orientacyjne, z eBay, bez kosztów wysyłki i według kursu z 4, VII, 2021. Starałem się wybierać nie najtańsze opcje (ryzyko "malowanki") w obudowach, które zwykły śmiertelnik jest w stanie polutować. Wiele z tych układów jest w Polsce niedostępnych.

    Załóżmy jednak, iż chcemy uzyskać duże wzmocnienie i szerokie pasmo przenoszenia bez szukania wzmacniacza z GBW na poziomie kilku do kilkunastu GHz. Tak powstał poniższy układ:

    Wzmacniacze operacyjne - Co? Jak? Poradnik Cz. 4. Wzmacniacz nieidealny 2


    Każdy stopień na wzmocnienie 5,36 razy. Pasmo wynosi 121,5MHz. Wzmocnienie całości wynosi ponad 819 razy. Wspaniale, prawda?
    W rzeczywistości pasmo przenoszenia wyniesie troszkę ponad 52MHz.
    Sumaryczne pasmo przenoszenia BWtot n wzmacniaczy o identycznym wzmocnieniu G i identycznym paśmie przenoszenia GBW wyraża w przybliżeniu wzór (znaleziony kiedyś w odmętach Internetu):
    $$BWtot = \frac{GBW}{G} * \sqrt{2^{\frac{1}{n}} - 1}$$
    Z kolei posługując się innym wzorem z noty Texas Instruments obliczone pasmo wynosi 60,7MHz. Wzór z noty TI pozwala obliczyć pasmo dla n stopni, gdzie każdy stopień ma inne wzmocnienie. Wzór ten wygląda tak:
    $$BWtot = \left( \frac{1}{BW1^2} + \frac{1}{BW2^2} + \frac{1}{BW3^2} + \cdots + \frac{1}{BWn^2} \right) ^{-\frac{1}{2}}$$
    gdzie BWn to pasmo stopnia n obliczone na podstawie wzmocnienia i GBW tego stopnia.

    Spójrzmy jeszcze na wykres pasma przenoszenia i przesunięcia fazy tego układu według symulacji w Micro-Cap 12. Najpierw symulacja do 100MHz:

    Wzmacniacze operacyjne - Co? Jak? Poradnik Cz. 4. Wzmacniacz nieidealny 2


    Wzmocnienie prawie 58dB przez większość pasma. Dopiero w okolicy 60MHz opada do 50dB. Dla porządku wzmocnienie 819 razy to inaczej 58,265678dB. A jak to wygląda dla symulacji do 1GHz? Spójrzmy:

    Wzmacniacze operacyjne - Co? Jak? Poradnik Cz. 4. Wzmacniacz nieidealny 2


    Układ przestaje wzmacniać w okolicy 400MHz. Przy 100MHz wzmocnienie wynosi 40dB czyli 100 razy. Przy 150MHz ma wzmocnienie 30dB czyli 31,67 razy. Spójrzmy jeszcze, jak to wygląda w symulacji do 10MHz:

    Wzmacniacze operacyjne - Co? Jak? Poradnik Cz. 4. Wzmacniacz nieidealny 2


    Wygląda to bardzo dobrze, dopiero od 1MHz faza zaczyna się przesuwać, to kumulujący się efekt obwodów kompensacji wzmacniaczy OPA659. Im wyższa częstotliwość sygnału, tym bardziej będzie przesunięta faza. Nadmierne przesunięcie fazy w obrębie stopnia wzmacniającego zmieni ten stopień w generator.

    A jakie pasmo miałby wzmacniacz jednostopniowy z OPA659 o wzmocnieniu 819 razy? Według obliczeń wynosi ledwo 794kHz! Dlatego warto zapamiętać:
    Pasmo przenoszenia dla układu wielostopniowego o określonym wzmocnieniu jest szersze niż dla układu jednostopniowego o takim samym wzmocnieniu.

    A co jeśli chcielibyśmy uzyskać pasmo przenoszenia mierzone w setkach MHz albo i większe, przy zachowaniu dużego wzmocnienia?
    Generalnie są trzy drogi:

    1. Więcej stopni o niższym wzmocnieniu na stopień, być może z użyciem wzmacniaczy operacyjnych o GBW liczonym w GHz. Koszty takiego rozwiązania są znaczne.

    2. Układ na wzmacniaczu operacyjnym o sprzężeniu prądowym (o nich będzie trochę później). Dość powiedzieć, iż oferują pasmo przenoszenia dużo mniej zależne od wzmocnienia (nie mają parametru GBW). Za to ceny niektórych wzmacniaczy mogą być zaporowe.

    3. Zbudować wzmacniacz na tranzystorze bipolarnym, MOSFET lub JFET. Tutaj pasmo przenoszenia zależy przede wszystkim od różnych pojemności pasożytniczych tranzystora i od innych impedancji w obwodzie. Tranzystory pod tym względem są na tyle dobre, że częstym problemem dla konstruktorów tranzystorowych wzmacniaczy audio jest wzbudzanie się tychże na częstotliwościach od kilku do kilkunastu MHz. Jest to rozwiązanie najtańsze, ale też wymaga sporej wiedzy na temat konstrukcji i projektowania układów tranzystorowych na pasmo RF.

    Slew rate, czyli prędkość narastania, albo jak z prostokąta zrobić trapez, a z sinusa trójkąt?

    Jeśli otworzymy notę katalogową dowolnego wzmacniacza operacyjnego, prawdopodobnie na liście cech charakterystycznych będzie wspomniany parametr o nazwie slew rate, zapisany jako n V/microsecond, albo n V/µs. W przypadku wyjątkowo szybkich wzmacniaczy może wynosić kilkaset, albo i kilka tysięcy V/µs. Przyznam szczerze, że za pierwszym razem zastanawiałem się, o co chodzi, gdy wzmacniacz o maksymalnym napięciu zasilania +-15V ma slew rate na poziomie 300V/µs. Na szczęście to dość prosta sprawa. Slew rate, albo prędkość narastania określa, o ile teoretycznie może się zmienić napięcie na wyjściu po zmianie na wejściach w ciągu jednej mikrosekundy. Najlepiej będzie to wyjaśnić na przykładzie:

    Załóżmy, iż mamy bufor zbudowany na LM358A. Nota katalogowa podaje, iż pasmo przenoszenia wynosi 700kHz, a prędkość narastania 0,3V/µs. Układ jest zasilany napięciem +-15V. Jak będzie wyglądać przebieg na wyjściu, gdy na wejściu podamy sygnał prostokątny o częstotliwości 500kHz i amplitudzie 0,1V i 1V? Sprawdźmy korzystając z programu do analizy układów Micro Cap 12. Obciążeniem wyjścia wzmacniacza LM358A jest rezystor 100kΩ podłączony do masy. Na początek sygnał prostokątny 0,1V:

    Wzmacniacze operacyjne - Co? Jak? Poradnik Cz. 4. Wzmacniacz nieidealny 2


    Niebieski ślad to sygnał wejściowy, czerwony to wyjściowy. Tylko że zamiast eleganckiego prostokąta na wyjściu mamy mocno pokrzywdzony przez los trapez. Od przełączenia sygnału wejściowego do osiągnięcia przez wyjściowy napięcia 100mV upływa ponad 400ns. Po czym sygnał "przestrzeliwuje" o 8mV zadaną wartość. Wg. noty dla tego układu ustalenie się napięcia na wyjściu może zająć ponad 600ns, więc to się zgadza. Sygnał stabilizuje się na krótką chwilę, tuż przed przełączeniem wejścia. Potem sygnał wejściowy opada, a wyjściowy podąża za nim, co zajmuje mu kolejne 440ns. Tym razem opada za nisko, do -4,5mV, by ustabilizować się na moment przed zmianą sygnału wejściowego. Ale to jeszcze nie koniec, sprawdźmy, co się stanie z sygnałem o amplitudzie 1V:

    Wzmacniacze operacyjne - Co? Jak? Poradnik Cz. 4. Wzmacniacz nieidealny 2


    Tym razem mamy piękny przebieg trójkątny, przesunięty względem sygnału wejściowego o jakieś 40ns - to opóźnienia wewnątrz układu. Do tego amplituda tego lekko zaokrąglonego trójkąta osiąga zakres 44-496mV, układ czasowo "nie wyrabia", prędkość narastania 0,3V/µs to stanowczo za mało. Ale dla porządku zmieńmy częstotliwość sygnału do 50kHz, 14 razy niżej, niż GBW tego układu:

    Wzmacniacze operacyjne - Co? Jak? Poradnik Cz. 4. Wzmacniacz nieidealny 2


    No teraz to pełny trapez! Sygnał wyjściowy potrzebuje prawie 2,5µs by osiągnąć napięcie 1V, a oscylacje wynikające z pojemności wewnątrz układu kończą się po około 5µs. By opaść do zera sygnał potrzebuje 2,3µs, a oscylacje ustają po 3,5µs. No pełna kultura pracy, że się tak wyrażę! A zróbmy ten sam test, ale z TL072C, ta rodzina układów nie zawiodła nas w poprzednim odcinku. Pasmo do 6,25MHz, prędkość narastania 20V/µs:

    Wzmacniacze operacyjne - Co? Jak? Poradnik Cz. 4. Wzmacniacz nieidealny 2


    Wygląda gorzej niż poprzedni przykład. Ale spójźmy na parametry sygnału wejściowego: częstotliwość 500kHz, amplituda 5V. Ustawmy więc znów napięcie 1V:

    Wzmacniacze operacyjne - Co? Jak? Poradnik Cz. 4. Wzmacniacz nieidealny 2


    Przy amplitudzie 1V wygląda to jeszcze lepiej, choć układ potrzebuje aż 450ns by całkowicie wytłumić oscylacje. Na koniec LM7171, układ oferujący GBW na poziomie 200MHz i prędkość narastania 4100V/µs. Sygnał wejściowy to nadal 500kHz 1V:

    Wzmacniacze operacyjne - Co? Jak? Poradnik Cz. 4. Wzmacniacz nieidealny 2 Wzmacniacze operacyjne - Co? Jak? Poradnik Cz. 4. Wzmacniacz nieidealny 2

    Na lewym rysunku widok ogólny, na prawym zbliżenie na oscylację, gdy sygnał osiąga 1V. W 3ns po zmianie stanu na wejściu sygnał wyjściowy osiąga 1,171V, by po kolejnych 2ns spaść do 0,964V. Oscylacje zanikają w 12ns po zmianie stanu na wejściu. Nie ma to jak szybki wzmacniacz operacyjny!

    W notach katalogowych właśnie w ten sposób przedstawia się zachowanie wyjścia wzmacniacza operacyjnego: konfiguruje się go jako bufor dla przebiegu prostokątnego obciążony rezystorem, czasem rezystorem i kondensatorem, by pokazać, jak sobie radzi z pojemnościami i czy aby się nie wzbudza.


    W następnym odcinku pogadamy właśnie o jeszcze innych problemach wzmacniaczy operacyjnych: współczynniku tłumienia napięć wspólnych, współczynniku tłumienia napięcia zasilania zasilania i szumach wejścia.

    Cool! Ranking DIY
    Can you write similar article? Send message to me and you will get SD card 64GB.
    About Author
    Urgon
    Editor
    Offline 
    Has specialization in: projektowanie pcb, tłumaczenie, mikrokontrolery PIC
    Urgon wrote 4981 posts with rating 792, helped 190 times. Live in city Garwolin. Been with us since 2008 year.
  • Altium Designer Computer ControlsAltium Designer Computer Controls
  • #2
    acctr
    Level 20  
    Dobrze, że pokazałeś slew rate również dla małych sygnałów, choć brakuje najważniejszego - wniosków z porównania obu symulacji. W dokumentacji wzm. op. ciężko doszukać się tego parametru dla małych sygnałów wejściowych i łatwo się naciąć budując np komparator na LM358 pracujący z napięciami wejściowymi rzędu 10mV.

    Urgon wrote:
    Obciążeniem wyjścia wzmacniacza LM358A jest rezystor 100kΩ podłączony do masy

    Jaki sens ma tak duża rezystancja? odpowiednia wartość to 2..10k.
  • Altium Designer Computer ControlsAltium Designer Computer Controls
  • #3
    krzysiek_krm
    Level 39  
    acctr wrote:
    Dobrze, że pokazałeś slew rate również dla małych sygnałów

    Bardzo przepraszam ale slew rate to nie jest parametr małosygnałowy tylko właśnie wielkosygnałowy. Generalnie, powinno się go mierzyć przy znacznym przesterowaniu wzmacniacza, kiedy w ogóle nie działa sprzężenie zwrotne, które wymienia wzmocnienie w otwartej pętli na pasmo w zamkniętej pętli. Wówczas wyraźnie widać, że za slew rate jest odpowiedzialny układ wewnętrznej kompensacji, w którym jest kondensator ładowany ze źródła prądowego - stąd liniowe zmiany napięcia.
    acctr wrote:
    łatwo się naciąć budując np komparator na LM358

    Budowanie komparatorów ze wzmacniaczy operacyjnych jest generalnie (poza specyficznymi sytuacjami) bez sensu, komparatory nie mają układu kompensacji, dzięki temu mają ogromny slew rate.
    Urgon wrote:
    Slew rate, albo prędkość narastania

    Może by napisać "szybkość zmian na wyjściu wzmacniacza" - ale to tylko uwaga "lingwistyczna".
  • #4
    Urgon
    Editor
    AVE...

    @Acctr

    Celowo dałem tak duże wartości rezystora obciążenia na wyjściu w symulacji, by absolutnie nie miał wpływu na pracę układu, niezależnie z jakim wzmacniaczem w roli głównej symulacja byłaby przeprowadzona...

    @Krzysiek_krm

    Trafiłem na takie tłumaczenie i się do niego zastosowałem. Jakby co, to mogę poprawić...
  • #5
    khoam
    Level 40  
    krzysiek_krm wrote:
    Może by napisać "szybkość zmian na wyjściu wzmacniacza" - ale to tylko uwaga "lingwistyczna".

    Po prostu "szybkość narastania" :)
  • #6
    krzysiek_krm
    Level 39  
    khoam wrote:
    krzysiek_krm wrote:
    Może by napisać "szybkość zmian na wyjściu wzmacniacza" - ale to tylko uwaga "lingwistyczna".

    Po prostu "szybkość narastania" :)

    Wspomniałem o "szybkości zmian" bo slew rate określa zarówno szybkość narastania jak również opadania, to niby czemu wyróżniać narastanie.
    Oczywiście nie mam zamiaru wywoływania wojny lingwistycznej, ja akurat wiem bardzo dobrze o co chodzi ale czy będzie to samo równie dobrze wiedział ktoś początkujący - czort wie.
  • #7
    khoam
    Level 40  
    Generalnie termin ,,prędkość” oznacza wielkość wektorową (lub skalarną) związaną z ruchem, a ,,szybkość” jest terminem oznaczającym zwykle tempo przebiegu pewnego procesu.
  • #8
    krzysiek_krm
    Level 39  
    khoam wrote:
    Generalnie termin ,,prędkość” oznacza wielkość wektorową (lub skalarną) związaną z ruchem, a ,,szybkość” jest terminem oznaczającym zwykle tempo przebiegu pewnego procesu.

    Akurat nie o to mi chodzi.
    Chodzi mi o to, że to nie tylko narastanie ale również opadanie sygnału na wyjściu wzmacniacza, czyli " w te i nazad".
  • #9
    ronwald
    Level 27  
    acctr wrote:
    łatwo się naciąć budując np komparator na LM358

    .

    Bez sensu są jest powyższy przekaz nieprawdziwych wiadomości !
    Uniwersalny wzmacniacz LM358, o którym mowa powyżej jak najbardziej nadaje się do budowy komparatorów. Komparatorów z histerezą, komparatorów okienkowych etc. ich użycie zależy od częstotliwości sygnałów.

    Żeby nie być gołosłownym polecam literaturę: Układy półprzewodnikowe aut. Tietze & Schenk, Sztukę elektroniki aut. Horowitz & Hill a także Motorola Linear end Interface ICs .
  • #10
    krzysiek_krm
    Level 39  
    ronwald wrote:
    Bez sensu są jest powyższy przekaz nieprawdziwych wiadomości !
    Uniwersalny wzmacniacz LM358, o którym mowa powyżej jak najbardziej nadaje się do budowy komparatorów. Komparatorów z histerezą, komparatorów okienkowych etc. ich użycie zależy od częstotliwości sygnałów.

    Żeby nie być gołosłownym polecam literaturę: Układy półprzewodnikowe aut. Tietze & Schenk, Sztukę elektroniki aut. Horowitz & Hill a także Motorola Linear end Interface ICs .

    Bez urazy i z całym szacunkiem ale albo nie masz zielonego pojęcia o projektowaniu albo
    krzysiek_krm wrote:
    Budowanie komparatorów ze wzmacniaczy operacyjnych jest generalnie (poza specyficznymi sytuacjami) bez sensu, komparatory nie mają układu kompensacji, dzięki temu mają ogromny slew rate.

    nie umiesz czytać, nie napisałem, że się nie da ale że jest to bez sensu, poza specyficznymi sytuacjami, typu "został jakiś wolny wzmacniacz w kostce a szybkość działania jest nieistotna, możemy więc wykorzystać ten wolny wzmacniacz jako komparator". Jeżeli nie mamy żadnych wolnych wzmacniaczy to wstawianie wzmacniacza jako komparatora jest bez sensu, bo obecnie w komparatorach można przebierać jak w ulęgałkach, mają świetne parametry i są tanie jak barszcz - to nie są lata siedemdziesiąte ubiegłego wieku w PRL-u.
    Mój kolega ze studiów żartobliwie twierdził, że po zastosowaniu dostatecznie głębokiego sprzężenia to całkiem przyzwoity wzmacniacz (na przykład audio) można zrobić z bramki logicznej, tylko że to nie o to chodzi.
    Równie dobrze możesz zamiast iść do dentysty wybić sobie ząb młotkiem - nikt nie twierdzi, że się nie da ale to jest (raczej) idiotyzm.
    Edit:
    A już najbardziej genialnym pomysłem będzie sterowanie z wyjścia komparatora LM358 (SR = 0.3 V/µs) bramki logicznej (bez histerezy), dla której minimalny zalecany slew rate na wejściu jest tak (skromnie licząc) ośmiokrotnie większy.
  • #11
    jarek_lnx
    Level 43  
    ronwald wrote:
    Uniwersalny wzmacniacz LM358, o którym mowa powyżej jak najbardziej nadaje się do budowy komparatorów. Komparatorów z histerezą, komparatorów okienkowych etc. ich użycie zależy od częstotliwości sygnałów.
    Wzmacniacz LM358 ma prawie identyczną budowę do komparatora LM393, różnica jest tylko w stopniu wyjściowym i kompensacji, LM393 zareaguje na zmianę na wejściach w ciągu 0,5us, LM358 będzie potrzebował co najmniej 10us żeby napięcie zmieniło się o 5V.
  • #12
    ronwald
    Level 27  
    do Krzysiek_krm
    Edit:
    "A już najbardziej genialnym pomysłem będzie sterowanie z wyjścia komparatora LM358 (SR = 0.3 V/µs) bramki logicznej (bez histerezy), dla której minimalny zalecany slew rate na wejściu jest tak (skromnie licząc) ośmiokrotnie większy.[/quote]"

    Podałem literaturę, z której przed 40 laty korzystałem jako początkujący konstruktor po PW, radzę dobrotliwie, poczytaj ze zrozumieniem :)
  • #13
    krzysiek_krm
    Level 39  
    ronwald wrote:
    Podałem literaturę, z której przed 40 laty korzystałem jako początkujący konstruktor po PW, radzę dobrotliwie, poczytaj ze zrozumieniem

    Ekstra, to cofnijmy się jeszcze do tranzystorów germanowych, Odry, Mery, Spektrusia i wozów drabiniastych. Mamy 2021.
    Również poczytaj ze zrozumieniem - nie twierdzę, że się nie da ale że to bez sensu.
  • #14
    ronwald
    Level 27  
    Quote:

    Ekstra, to cofnijmy się jeszcze do tranzystorów germanowych, Odry, Mery, Spektrusia i wozów drabiniastych. Mamy 2021.
    Również poczytaj ze zrozumieniem - nie twierdzę, że się nie da ale że to bez sensu.


    Ja zaprojektuję od układu lampowego po tranzystorowe, współczesne ICs oraz mikroprocesorowe w przeciwieństwie do Ciebie, oceniając po powyższym wpisie :)

    Byłoby miło gdybyś nie zaniżał poziomu tego forum.
  • #15
    CYRUS2
    Level 42  
    ronwald wrote:
    Bez sensu są jest powyższy przekaz nieprawdziwych wiadomości !
    Uniwersalny wzmacniacz LM358, o którym mowa powyżej jak najbardziej nadaje się do budowy komparatorów. Komparatorów z histerezą, komparatorów okienkowych etc. ich użycie zależy od częstotliwości sygnałów.
    Dokładnie tak.
    Scalak dobiera się do aplikacji.
    To że jest "wiekowy" niczemu nie przeszkadza.
    ronwald wrote:

    Żeby nie być gołosłownym polecam literaturę: Układy półprzewodnikowe aut. Tietze & Schenk, Sztukę elektroniki aut. Horowitz & Hill a także Motorola Linear end Interface ICs .

    Zasady projektowania się nie zmieniły.
    Teraz mamy mamy tylko lepsze scalaki.
    Na tym forum LM358 jest bardzo popularny.
    LM 358 to "zabytek, staroć" .
    LM358, jak i TL071 są w katalogu Thomsona z roku 1989.
  • #16
    krzysiek_krm
    Level 39  
    ronwald wrote:
    Ja zaprojektuję od układu lampowego po tranzystorowe, współczesne ICs oraz mikroprocesorowe w przeciwieństwie do Ciebie, oceniając po powyższym wpisie

    Kompletnie nic o mnie nie wiesz a mądrzysz się jak długopis bez kulki (cytując klasykę). Jak Ty wszystko umiesz to znaczy, że g... umiesz.
    ronwald wrote:
    Byłoby miło gdybyś nie zaniżał poziomu tego forum.

    Czyli używanie współczesnych podzespołów to jest zaniżanie poziomu forum, no pięknie, (...), pięknie.
    Ty chyba jesteś odpowiednikiem gimbazy sprzed tych 40 lat - odwracanie kota ogonem i "moja racja jest najmojsza".
  • #17
    ronwald
    Level 27  
    krzysiek_krm wrote:
    ronwald wrote:
    Ja zaprojektuję od układu lampowego po tranzystorowe, współczesne ICs oraz mikroprocesorowe w przeciwieństwie do Ciebie, oceniając po powyższym wpisie

    Kompletnie nic o mnie nie wiesz a mądrzysz się jak długopis bez kulki (cytując klasykę). Jak Ty wszystko umiesz to znaczy, że g... umiesz.
    ronwald wrote:
    Byłoby miło gdybyś nie zaniżał poziomu tego forum.

    Czyli używanie współczesnych podzespołów to jest zaniżanie poziomu forum, no pięknie, (...), pięknie.
    Ty chyba jesteś odpowiednikiem gimbazy sprzed tych 40 lat - odwracanie kota ogonem i "moja racja jest najmojsza".


    Mądrej głowie wystarczą dwa słowie , żeby ocenić człowieka:) jak mawia staropolskie przysłowie, do tego dodać wieloletnie doświadczenie projektowe, wystarczą by ocenić dość precyzyjnie jegomościa.

    Polecam książkę techniczną, która sprowadzi na ziemię podstaw:
    "An Introduction to Operational Amplifiers with Linear IC Applications" autor Luces M. Faulkenberry. Wydawnictwo John Wiley & Sons
  • #18
    Urgon
    Editor
    AVE...

    Gwoli wyjaśnienia z mojej strony: w przykładach stosuję LM358, NE5532 i TL07x, bo są to jedne z najpopularniejszych wzmacniaczy operacyjnych na rynku, i często też najtańsze. Tańsze bywają tylko klony LM3588 i LM321/324. Nie oznacza to, że to są układy wspaniałe, co widać na załączonych symulacjach. Mimo wszystko na początek "do zabawy" się nadadzą. I nie będzie szkoda, jak jakiś przypadkiem wybuchnie...
  • #19
    acctr
    Level 20  
    krzysiek_krm wrote:
    Bardzo przepraszam ale slew rate to nie jest parametr małosygnałowy tylko właśnie wielkosygnałowy. Generalnie, powinno się go mierzyć przy znacznym przesterowaniu wzmacniacza, kiedy w ogóle nie działa sprzężenie zwrotne, które wymienia wzmocnienie w otwartej pętli na pasmo w zamkniętej pętli.

    A jeżeli mnie interesuje slew rate dla różnicy 10mV to co? Nie można? Inkwizycja wpada?
    Kolejny raz popisujesz się brakiem umiejętności czytania ze zrozumieniem.
    krzysiek_krm wrote:
    Chodzi mi o to, że to nie tylko narastanie ale również opadanie sygnału na wyjściu wzmacniacza, czyli " w te i nazad".

    To się oznacza jako SR+ i SR-.
    krzysiek_krm wrote:
    Mój kolega ze studiów żartobliwie twierdził, że po zastosowaniu dostatecznie głębokiego sprzężenia to całkiem przyzwoity wzmacniacz (na przykład audio) można zrobić z bramki logicznej, tylko że to nie o to chodzi.

    To nie żart, to linearyzacja bramki. Technika szeroko opisana w jednym z ostatnich wydań EP.
    krzysiek_krm wrote:
    komparatory nie mają układu kompensacji, dzięki temu mają ogromny slew rate.

    To daleko idące uproszczenie, komparatory cechuje ogromne wzmocnienie i spore przesunięcie fazy przy dużych częstotliwościach.

    ronwald wrote:
    Bez sensu są jest powyższy przekaz nieprawdziwych wiadomości !
    Uniwersalny wzmacniacz LM358, o którym mowa powyżej jak najbardziej nadaje się do budowy komparatorów. Komparatorów z histerezą, komparatorów okienkowych etc. ich użycie zależy od częstotliwości sygnałów.

    Żeby nie być gołosłownym polecam literaturę: Układy półprzewodnikowe aut. Tietze & Schenk, Sztukę elektroniki aut. Horowitz & Hill a także Motorola Linear end Interface ICs .

    Oczywiście, że się nadaje. Można się pokusić o stwierdzenie, że obecnie jest to najpopularniejszy wzmacniacz operacyjny świata: jest tani, stabilny (skompensowany wewnętrznie), wystarczająco szybki, wejścia działają od 0V. Ale równie tani i leciwy LM339 bije go szybkością działania. LM358 w zastosowaniu jako komparator jest wolny i nie nadaje się już nawet do współpracy z wolnymi TTLami. Widziałem schematy, gdzie zastosowano LM358 jako komparator w układzie PWM z MOSFETem i mam mocne wątpliwości, czy ktoś w rzeczywistości uruchamiał taki układ.

    Polecam książkę "Projektowanie układów analogowych" Roberta A. Pease'a, gdzie m. in. porusza temat wo w roli komparatorów.
  • #20
    krzysiek_krm
    Level 39  
    ronwald wrote:
    Mądrej głowie wystarczą dwa słowie , żeby ocenić człowieka:) jak mawia staropolskie przysłowie

    Mądrej głowie dość dwie słowie, widzę że taki sam z Ciebie specjalista od przysłów jak od elektroniki. Dla równowagi, jak widać
    ronwald wrote:
    wieloletnie doświadczenie projektowe

    ronwald wrote:
    Ja zaprojektuję od układu lampowego po tranzystorowe, współczesne ICs oraz mikroprocesorowe w przeciwieństwie do Ciebie, oceniając po powyższym wpisie

    jesteś wybitnym ekspertem od własnego ego.
    Zaraz, a może te gołosłowne przechwałki to po prostu banalny syndrom BMW ?
    CYRUS2 wrote:
    Zasady projektowania się nie zmieniły.

    No pewnie, tylko widmo sygnałów poszerzyło się (tak, mniej więcej) tysiąckrotnie, ale zasady projektowania - ależ gdzie tam, wszystko jak w Tewie, w latach pięćdziesiątych.
    acctr wrote:
    A jeżeli mnie interesuje slew rate dla różnicy 10mV to co? Nie można? Inkwizycja wpada?

    Tylko to już nie jest slew rate, bo ten jest w dokumentacji układu zdefiniowany w określony i jednoznaczny sposób. A ja, na przykład, chcę za pomocą definicji logarytmu liczyć pierwiastek, to co, też mi wolno ?
    acctr wrote:
    Kolejny raz popisujesz się brakiem umiejętności czytania ze zrozumieniem.

    Ja się obawiam, że ty po prostu nie rozumiesz dokumentacji elementów i układów elektronicznych.
    acctr wrote:
    To się oznacza jako SR+ i SR-.

    Jasne, a w lwiej części wzmacniaczy operacyjnych te dwie wielkości drastycznie się różnią - a jeżeli tak, to dlaczego podawać tylko dla narastania ?
    acctr wrote:
    To nie żart, to linearyzacja bramki. Technika szeroko opisana w jednym z ostatnich wydań EP.

    I w praktyce wszystkie wzmacniacze tak właśnie są robione. :D :D :D
    acctr wrote:
    Polecam książkę "Projektowanie układów analogowych" Roberta A. Pease'a, gdzie m. in. porusza temat wo w roli komparatorów.

    Ludzie, czy wyście się naćpali, czy ten dzisiejszy upał ma na was ten zgubny wpływ. Nie pisałem, że nie wolno używać wzmacniaczy operacyjnych w roli komparatorów, napisałem że nie jest to optymalne, czyli generalnie jest bez sensu. Masz w swojej specjalności "kopanie w ziemi", można to na upartego robić łyżeczką - jesteś chętny i rwiesz się do tego ?
    acctr wrote:
    jest wolny i nie nadaje się już nawet do współpracy z wolnymi TTLami.

    Nie chodzi o wolne układy cyfrowe (przecież monitorowane procesy mogą być wielokrotnie wolniejsze) tylko o układy cyfrowe bez histerezy na wejściu - zakładam, że wiesz dlaczego w układach bez histerezy narastanie i opadanie sygnału na wejściu nie może być zbyt powolne.
  • #21
    jarek_lnx
    Level 43  
    Wzmacniacz i komparator oznacza się tym samym symbolem i niestety w wielu książkach i w świadomości wielu nauczycieli "to samo" i można stosować wzmacniacz zamiast komparatora, co najwyżej zauważają że komparator ma wyjście OC, mnie tak uczyli w szkole, dzisiaj wiem że mnie źle uczyli i staram się propagować tą wiedzę. Niestety, wielu wstawia wzmacniacz, w roli komparatora bezmyślnie, niech chociaż robią to świadomi gorszego wyboru. Wzmacniacze, użyte jako komparatory, oprócz kiepskiego SR miewają też dłuższy czas wyjścia z nasycenia (nie są do tego projektowane), czy ograniczony zakres napięć różnicowych.
  • #22
    acctr
    Level 20  
    krzysiek_krm wrote:
    I w praktyce wszystkie wzmacniacze tak właśnie są robione.

    Nie w praktyce tylko w twoich urojeniach.
    krzysiek_krm wrote:
    Nie pisałem, że nie wolno używać wzmacniaczy operacyjnych w roli komparatorów, napisałem że nie jest to optymalne, czyli generalnie jest bez sensu.

    Dlaczego sobie uroiłeś że do to ciebie napisałem?
    krzysiek_krm wrote:
    Jasne, a w lwiej części wzmacniaczy operacyjnych te dwie wielkości drastycznie się różnią - a jeżeli tak, to dlaczego podawać tylko dla narastania ?

    Podawane są narastania i opadania ale ty tego nie wiesz, bo się nie znasz. Podstawowych rzeczy nie ogarniasz, taki z ciebie "konstruktor" :D
  • #23
    krzysiek_krm
    Level 39  
    acctr wrote:
    krzysiek_krm napisał:
    I w praktyce wszystkie wzmacniacze tak właśnie są robione.

    Nie w praktyce tylko w twoich urojeniach.

    To była ironia, buzie zostały zamieszczone dla pustaków o IQ < 20, nie załapałeś - trudno, przykro mi.
    acctr wrote:
    Podawane są narastania i opadania ale ty tego nie wiesz, bo się nie znasz. Podstawowych rzeczy nie ogarniasz, taki z ciebie "konstruktor"

    Ujawnij może dokumentację wzmacniaczy, które zostały wzięte jako przykład, w której są podane oddzielnie (różne albo nie) szybkości narastania i opadania na wyjściu - producent może być dowolny.
  • #24
    acctr
    Level 20  
    krzysiek_krm wrote:
    To była ironia, buzie zostały zamieszczone dla pustaków o IQ < 20, nie załapałeś - trudno, przykro mi.

    Urojenie, ironia; wszystko co piszesz pod to się kwalifikuje.
    krzysiek_krm wrote:
    Ujawnij może dokumentację wzmacniaczy, które zostały wzięte jako przykład, w której są podane oddzielnie (różne albo nie) szybkości narastania i opadania na wyjściu - producent może być dowolny.

    Przecież parę postów wyżej sam napotkałeś na problem rozróżnienia narastania i opadania i nawet podjąłeś próby zdefiniowania za pomocą języka woźnicy "w te i nazad":
    krzysiek_krm wrote:
    Wspomniałem o "szybkości zmian" bo slew rate określa zarówno szybkość narastania jak również opadania,

    Teraz wygląda na to, że sam niedowierzasz sobie i wołasz pomocy.
  • #25
    krzysiek_krm
    Level 39  
    acctr wrote:
    krzysiek_krm napisał:
    Ujawnij może dokumentację wzmacniaczy, które zostały wzięte jako przykład, w której są podane oddzielnie (różne albo nie) szybkości narastania i opadania na wyjściu - producent może być dowolny.

    Przecież parę postów wyżej sam napotkałeś na problem rozróżnienia narastania i opadania i nawet podjąłeś próby zdefiniowania za pomocą języka woźnicy "w te i nazad":

    Czekam na jakieś linki do odpowiedniej dokumentacji bo na razie to tylko bełkoczesz.
    Dla tak wybitnego specjalisty jak ty to przecież banalne - uwaga, znowu ironia.
  • #26
    ronwald
    Level 27  
    krzysiek_krm wrote:
    acctr wrote:
    krzysiek_krm napisał:
    :

    Czekam na jakieś linki do odpowiedniej dokumentacji bo na razie to tylko bełkoczesz.
    Dla tak wybitnego specjalisty jak ty to przecież banalne - uwaga, znowu ironia.


    Jeśli pisze jeden uczestnik tego forum, że nie znasz się na technice analogowej, możesz zignorować ale tutaj pisze wielu, że nie masz pojęcia to powinieneś się zastanowić, czy nie wychodzisz na elektronicznego ignoranta.

    Nie karm się jadem, który ścieka .. z ust, z tej nieustannej walki z forumowiczami. Lepiej poczytać literatury technicznej, którą wskazałem, owszem jest w języku angielskim ale powinieneś dać sobie radę.

    Na zakończenie tej dyskusji, w której nie zamierzam z Tobą prowadzić. Spektrum sygnałów, chodzi o częstotliwość, było szerokie zawsze i nie jest prawdą, że "współczesne czasy" komparatorów używają tylko w zakresie wysokich :)
  • #27
    acctr
    Level 20  
    krzysiek_krm wrote:
    Czekam na jakieś linki

    Nie czekaj tylko szukaj! Jako początkujący elektronik powinieneś nabyć umiejętność znajdowania informacji.
  • #28
    Urgon
    Editor
  • #29
    acctr
    Level 20  
    Urgon wrote:
    Ja też proszę o wskazanie jakichś przykładów.

    Zobacz sobie dokumentację TL3474
    Wzmacniacze operacyjne - Co? Jak? Poradnik Cz. 4. Wzmacniacz nieidealny 2
  • #30
    krzysiek_krm
    Level 39  
    ronwald wrote:
    Jeśli pisze jeden uczestnik tego forum, że nie znasz się na technice analogowej, możesz zignorować ale tutaj pisze wielu, że nie masz pojęcia to powinieneś się zastanowić, czy nie wychodzisz na elektronicznego ignoranta.

    No jasne, same wybitne autorytety: @CYRUS2 - etatowy troll, @acctr - znany specjalista od alternatywnej fizyki i tłumaczenia wszystkiego za pomocą taczek, no i wreszcie @ronwald - król polskiej elektroniki, oraz najwybitniejszy
    ronwald wrote:
    Ja zaprojektuję od układu lampowego po tranzystorowe, współczesne ICs oraz mikroprocesorowe w przeciwieństwie do Ciebie

    specjalista od ogólnej teorii wszystkiego. Ty poza ignorancją jesteś jeszcze megalomanem i wybitnym chwalipiętą - wielu czyli kto: Ty z bratem i szwagrem ?
    Jakoś dziwnym trafem nie zauważyłeś
    https://www.elektroda.pl/rtvforum/viewtopic.php?p=19522026#19522026
    https://www.elektroda.pl/rtvforum/viewtopic.php?p=19522424#19522424
    więc pojawia się pytanie - to po prostu starcza ślepota (bez urazy ale sam zacząłeś szpanowanie swoim PESEL-em), poziom geriavitu spadł poniżej krytycznego minimum, czy po prostu bezczelna manipulacja faktami ?
    Poza tym to ja się zastanawiam czy wy tak w ogóle nie jesteście bezczelnymi manipulantami, przeczytajcie jeszcze raz
    krzysiek_krm wrote:
    Budowanie komparatorów ze wzmacniaczy operacyjnych jest generalnie (poza specyficznymi sytuacjami) bez sensu, komparatory nie mają układu kompensacji, dzięki temu mają ogromny slew rate.

    nie napisałem, że się nie da albo że nie wolno tak robić, napisałem że to nie jest sensowne rozwiązanie. Wzmacniacze operacyjne są optymalizowane do pracy w charakterze wzmacniaczy a komparatory są optymalizowane do pracy jako komparatory - tylko i aż tyle.
    @ronwald kiedy 40 lat temu kończyłeś studia to, o ile dobrze pamiętam, CEMI produkowało jeden wzmacniacz operacyjny, odpowiednik µA741, komparatorów chyba nie produkowano w ogóle, być może dlatego, że komparatory w ramach RWPG "dostały się" Bułgarom, Albańczykom, czy komu tam jeszcze. Dzisiaj wchodzisz sobie do pierwszego z brzegu sklepu (TME, Farnell, Mouser, itp, itd.) i w dziale "komparatory" jest kilkaset pozycji, w których można przebierać - precyzyjne, szybkie, wolne, low power, z histerezą, ze źródłem napięcia odniesienia, i czort wie jakie jeszcze, do wyboru, do koloru. To po jakiego grzyba robić to na wzmacniaczach (poza specyficznymi sytuacjami, jak napisałem) ?
    acctr wrote:
    Zobacz sobie dokumentację TL3474

    Ty umiesz czytać ?
    krzysiek_krm wrote:
    Ujawnij może dokumentację wzmacniaczy, które zostały wzięte jako przykład, w której są podane oddzielnie (różne albo nie) szybkości narastania i opadania na wyjściu - producent może być dowolny.

    W którym miejscu @Urgon pisze o TL3474?
    Nie chodziło mi o jakikolwiek wzmacniacz, produkowany kiedykolwiek i gdziekolwiek przez jakąkolwiek firmę ale o wzmacniacze, które @Urgon wziął za przykład w swoim artykule.
    acctr wrote:
    Nie czekaj tylko szukaj! Jako początkujący elektronik powinieneś nabyć umiejętność znajdowania informacji.

    Ty, chłopczyku to w obecnym życiu nie będziesz nawet początkujący, chyba że w kolejnej inkarnacji.
    ronwald wrote:
    Lepiej poczytać literatury technicznej, którą wskazałem, owszem jest w języku angielskim ale powinieneś dać sobie radę.

    Obawiam się, w Twoim przypadku ten język jest bajką o żelaznym wilku, niestety.
    ronwald wrote:
    Spektrum sygnałów, chodzi o częstotliwość, było szerokie zawsze i nie jest prawdą, że "współczesne czasy" komparatorów używają tylko w zakresie wysokich

    Jasne, masowo używano scalonych impulsowych przetwornic pracujących przy częstotliwości (na przykład) 2 MHz, sterowników silników krokowych z nośną o częstotliwości również kilka MHz, falowników wektorowych albo wielordzeniowych procesorów taktowanych kilkoma GHz, itp, itd, oczywiście wszystko to Ty projektowałeś - jako najwybitniejszy inżynier świata.
    Tak na marginesie, cóż to za dziwaczna konstrukcja gramatyczna, zdaje się, że dla Ciebie to również "polska język - trudna język".