Всё про операционный усилитель.

[falkonist]

Вы в даташит на этот ОУ вообще-то хоть заглядывали? То, что ему требуется внешняя коррекция, учли? И вообще, где Вы такую "пошехонскую старину", ровесника мамонтов откопали?

Или Вы используете НЕ LM301? Уточните этот момент, тогда и что-то поконкретнее можно отписать.

[Eariel]

Купил в магазине, это одноканальный оу. Точное название: JR21AKE3 LM301AN, фирма National Semiconductor.
Даташит я конечно видел, но про внешнюю коррекцию ничего не знаю. Что сие такое есть и зачем оно нужно?

[agn]

Купил в магазине LM301 Что сие такое есть и зачем оно нужно?

Операционный усилитель. Ему лет 50 наверное. Информации море.
Посмотрите схемы, где он применяется.

[Slabovik]

стался ключевой вопрос про форму осциллограммы. непонятное искривление на лоу плюс неровая скважность.

Мнээ, а вы ответ-то хоть читали?

А несимметрично - потому что схема несимметричная. Выход этого ОУ не совсем симметричный, резисторы 16 кОм у вас тоже в реальности не абсолютно одинаковые. Нужна симметрия - установите один из этих резисторов, скажем, 12 кОм и последовательно ему подстроечник на 5 кОм.

[Eariel]

Ой, сорь не заметил что-то. Про динамик отвлекся.
Прочитал. То есть ви таки предлагаете опорное напряжение настроить точно на половину напряжения питания? Ок, это я попробую сделать, хотя резисторы почти одинаковые - один 16, другой 15,8 кОм.. А что по поводу искривленного нижнего уровня? почему он проседает перед переключением?

[falkonist]

Ссылку на даташит я давал в своем предыдущем посте. Коррекция расписана на странице 5.
Внутренняя схема - на странице 10. По ней видно, что выходной каскад действительно несимметричный (в чем Slabovik совершенно прав). В верхнем плече транзистор включен по схеме с ОК, а в нижнем - по схеме с ОЭ. Поэтому для данного ОУ "средняя точка", формируемая при однополярном питании (как у Вас), должна составлять не половину напряжения питания, а

(Uпит - 1,5...2 В) / 2.

Это же касается и других ОУ с подобными выходными каскадами (типа LM258/LM324).

То есть ви таки предлагаете опорное напряжение настроить точно на половину напряжения питания?

3-й закон Чизхолма: "Если человек может понять что-то НЕправильно, он ОБЯЗАТЕЛЬНО поймет это НЕПРАВИЛЬНО".

[Slabovik]

Вы не поняли. Не опорное напряжение выставлять на половину, а отрегулировать делитель так, чтобы была нужная скважность.

А то, что "низ кривой" - про падение напряжений на переходах слышали что-нибудь? И как они меняются в зависимости от тока?

[Eariel]

Что ж так все сложно то.
Так, про регулировку скважности ясно. Не ясно, к каким именно плечам транзисторов относится фраза про общий коллектор и общий эмиттер. Там их много. И вообще, это особенность конкретно этого ОУ или они все такие "несимметричные"?
Остался момент с "падением напряжений на переходах в зависимости от тока". Вот здесь хотелось бы поподробнее.

[Slabovik]

Самостоятельно нарисуйте, как текут токи в любой момент времени периода колебаний.

[Eariel]

Вот. При разряде кондера на выходе лоу напряжение в районе ~1В, как я понимаю, при заряде около 4В.
То есть, при заряде кондера ток течет от Out к земле и кондеру. При разрядке ток от кондера идет на землю.. наверное так.
http://img.radiokot.ru/files/94693/medium/suk99zbhi.jpg

[Eariel]

Ну что ж такое, неужели никто не поможет? почему лоу уровень проседает перед переключением? с чего ему вообще проседать?
может надо задействовать компенсационные выводы на микросхеме? откуда они вообще там взялись и зачем нужны?

[falkonist]

Eariel, а Вы в правильности работы своего осциллографа уверены на все 100%? Встречался я с такими проблемами в "старичках", выработавших свой ресурс.

[Slabovik]

Неужели надеетесь на то, что кто-то вас за ручку будет вести и непрерывно отслеживать, что вы тут пишете?

Левый верно. Правый - есть ошибка. Когда на выходе низкое напряжение ток не может из него вытекать в точку, потенциал которой выше.

Во вторых, это статическая картинка. А надо бы динамику. Я рисовать не буду, т.к. это много, попытайтесь воспринять со слов и контрольных вопросов.
Когда подходит время переключения, что происходит с током? Т.е. как меняется ток между переключениями, пока перезаряжается конденсатор?
А ведь этот ток течёт через один или другой транзистор выхода микросхемы. Верхний транзистор включен по схеме с ОК. А вот нижний с ОЭ.
Когда ток течёт через нижний транзистор (уровень Low), каково напряжение на его коллекторе? Как оно меняется в зависимости от тока? И почему? Почему этого не происходит на верхнем транзисторе, когда уровень High?

Для ответа на вопрос нужно рассмотреть внутреннюю схему выходного каскада LM301, страница 10

[Enman]

LM301 вообще не предназначен для работы от 5 В, а только от 10 и больше....при меньшем ничего не гарантируется...

[Eariel]

Да, на картинке мной допущена ошибка. Вот правильная картинка, надеюсь:
http://img.radiokot.ru/files/94693/medium/sutqasjpu.jpg
Я так понимаю, что в схеме под верхним транзистором понимается Q16, а под нижним Q11, оба транзистора npn. Вот картинка из даташита:
http://img.radiokot.ru/files/94693/medium/sutsdrgoy.jpg
По поводу тока. Я почитал про схемы включения с транзисторов ОК и ОЭ и выяснил, что входное сопротивление схемы с ОК высокое и постоянное, а схемы с ОЭ зависит от тока - там какой-то график зависимости. Это оно? Я так понимаю, что ток при уровне Low течет не в обход микросхемы, а через ее выход 6 на землю и как-то там меняется в процессе - из-за разряда конденсатора может быть. в результате меняется сопротивление нижнего транзистора и соответственно меняется выходное напряжение. Так? Других идей нет.

[Slabovik]

Картинки бы дополнить токами внутри микросхемы - в них суть.

входное сопротивление схемы с ОК высокое и постоянное, а схемы с ОЭ зависит от тока - там какой-то график зависимости. Это оно?

Не совсем, но тепло. Нужно просто "въехать" в принципиальное отличие поведения транзисторов при разных включениях. Ну, в том числе, и сопротивления выходные не помешают.

Транзистор с ОК - он же эмиттерный повторитель, чётко держит напряжение на эмиттере в зависимости от напряжения на базе. Напряжение на базе стабильно - оно определяется предыдущими каскадами. Самое главное - транзистор всегда находится в зоне активного усиления и каскад имеет малое выходное сопротивление.

Транзистор с ОЭ - совсем другое дело. Начиная с того, что выходное сопротивление каскада достаточно велико, а тут ещё режим насыщения.
Что там с током на выходе? Он ведь не постоянный? А транзистор хотя и в насыщении, но это ведь не значит, что напряжение на его коллекторе не меняется в зависимости от тока.

В итоге наблюдаем?... Правильно!

[Eariel]

Ну хорошо, тогда как исправить ситуацию и сделать лоу ровным?

[Slabovik]

Тут очень важный вопрос: а зачем?
И другой не менее важный вопрос: на что вы готовы пойти ради этого?

[Eariel]

Ну что значит зачем. Мне надо получить симметричную картину прямоугольных импульсов. Симметричную в плане "качественный прямоугольный сигнал минимальными средствами". Раз написано в учебнике "это можно сделать при помощи одного оу", я хочу сделать это при помощи одного оу. А средства должны быть адекватными. Городить завод вокруг собачьей конуры конечно не нужно.

[Slabovik]

А то и значит "зачем". Для чего необходима "симметричная картина прямоугольных импульсов"? Какова цель? Возможно, для выбранной цели и имеющейся картины вполне достаточно?

А "просто и качественно" - неразрешимая задача. Не бывает "просто и качественно" - потому что это противоречие: или - или. Вы или простыми средствами добиваетесь приемлемого результата (миритесь с некоторыми недостатками), или производите дополнительные затраты для того, чтобы результат стал приемлемым.

С точки зрения логических схем, например, сигнал более чем достойный. Потому что их не волнует какая-то "кривизна нижнего уровня", а скважность подстроите по необходимости, или просто поставите делитель на два, получив истинную скважность "2".

С точки зрения аналоговых схем - реально мало мест, где действительно нужны ровные плоские вершины. Больше нужны синусы, треугольники, логарифмы. Так что тоже мимо.

Что-то доказывать, брошенное в учебнике - это маленько мазохистически, потому что учебник даёт направление, а не сборник практических решений с гарантированным результатом. Поэтому "можно сделать" в учебнике нужно воспринимать действительно как "да, можно сделать", а не как "гарантируем работу". Поэтому, подходя к практической реализации, необходимо озадачиваться вот теми двумя вопросами, которые мной были заданы. Они универсальны.

Ну, а для начала "выправления уровня", нужно сделать две вещи:
1. Переход на двуполярное питание величиной 9~12 вольт
2. Использовать ОУ с симметричным выходом на комплементарной паре транзисторов. Например, TL072 (о, какая интересная Figure 25), или хотя бы КР140УД608 (остальные подходящие типы поищите самостоятельно)