Форум РадиоКот

Всем доброго времени суток!

Есть необходимость построить однополупериодный выпрямитель для сигнала из одного канала стандартного линейного выхода бытовой аудио-аппаратуры. Сигнал нужно еще и усилить. Параметры сигнала: Частота = 1кГц; Точная синусоида; Амплитуда постоянная, около 0dBl (короче, максимум около 1 вольта). Понятно, что диоды не годятся из-за высокого прямого напряжения. Получится на ОУ.

Схема есть. Даю ее прикрепленным файлом. Идея схемы взята из этой статьи:
Двухполупериодный активный выпрямитель без диодов
Используется способностью некоторых операционных усилителей с однополярным питанием эффективно ограничивать сигнал на уровне земли при отрицательном напряжении на входе.

C1 - развязывает по постоянному току.
R1, VD1, VD2 - защита входа ОУ. По сути на входе ОУ сигнал не превышает значения прямого падения напряжения на диодах.
R3 - предотвращает ОУ от перевозбуждения. Необходимость этого сопротивления указана в этой статье:
Практическое применение операционных усилителей. Часть первая
R4 - подбирается коэффициент усиления.
Таким образом на выходе DA1 получаем усиленные полуволны положительной полярности синусоидальной формы.
Внизу рисунка показана форма сигнала на входе ("Line In") и выходе ("Выход") схемы. Показан и уровень нуля.

В вышеприведенной статье сказано, что для выпрямителя на ОУ подойдет далеко не любой Операционный усилитель. Должны выполняться определенные условия. Важно, чтобы операционный усилитель был способен без повреждения воспринимать отрицательные сигналы, и не реверсировал при этом фазу. Диапазон допустимых входных напряжений должен включать землю.
Операционный усилитель должен иметь достаточное быстродействие, чтобы успевать восстанавливаться после «насыщения землей» к моменту, когда входной сигнал переходит в положительную область. В противном случае будет происходить искажение выходного сигнала, особенно заметное на высоких частотах.

Итак, вопрос всего один: Какой Операционный усилитель можно использовать в этой схеме?!

Есть определенные условия:
1). Напряжение питания 15В (однополярное). К сожалению, это условие строгое.
2). Желательно (но не обязательно) чтобы корпус микросхемы был DIP, чтобы сажать на стандартную цанговую панельку для микросхем.
3). Микросхема должна быть одноканальной - в одном корпусе должен быть только один усилитель. Несколько усилителей в одном корпусе - не годится!
4). Цена микросхемы абсолютно не имеет значения, можно и несколько сотен рублей, и больше. Более дорогие даже предпочтительнее.
5). Прошу вас назвать несколько вариантов ОУ!

Буду очень благодарен всем, кто откликнется!!!

на 1кгц и 1 вольт имхо вообще практически любой. Если бы не "в одном корпусе должен быть только один усилитель"...

Kilam писал(а):Понятно, что диоды не годятся из-за высокого прямого напряжения. Получится на ОУ.

Проблема диодов в их "пятке" на ВАХ, проблема ОУ в падении напряжения на насыщенных выходных транзисторах.
То есть в предложенной схеме нужно выбирать ОУ с малым напряжением насыщения выхода (Rail-to-Rail).
Со входами ОУ проблема аналогичная, кстати...
И все равно выходное сопротивление схемы останется достаточно высоким, потому что при увеличении выходного тока оное напряжение насыщения быстро растет.
Гораздо проще увеличить динамический диапазон выпрямителя на ОУ применением в них ДИОДОВ с использованием самих ОУ в ЛИНЕЙНОМ режиме:
http://www.gaw.ru/html.cgi/txt/doc/op/funop_13_2.htm
Правда при этом потребуется источник питания перекрывающий диапазон входных сигналов.

О, спасибо!

КРАМ писал(а): Гораздо проще увеличить динамический диапазон выпрямителя на ОУ применением в них ДИОДОВ с использованием самих ОУ в ЛИНЕЙНОМ режиме:
http://www.gaw.ru/html.cgi/txt/doc/op/funop_13_2.htm
Правда при этом потребуется источник питания перекрывающий диапазон входных сигналов.

Увы, я должен уложиться только в это напряжение питания.

КРАМ писал(а): И все равно выходное сопротивление схемы останется достаточно высоким, потому что при увеличении выходного тока оное напряжение насыщения быстро растет.

Понятно!
В принципе, параллельно выходу будет стоять сопротивление 68 - 100 кОм, а за ним КМОП триггер Шмитта. Так что, сами понимаете, ток нагрузки будет очень малый.

Но если и в этом случае возможны проблемы, то не возброняется на выходе выпрямителя ставить буферный усилитель. Я настаивал на одноканальной микросхеме только в случае, если второй канал микросхемы не будет задействован. Но если и второму каналу найдется работа, то пожалуйста!
В этом случае возникают два вопроса:

1). Есть ли необходимость ставить буферный усилитель после выпрямителя при указанных сопротивлениях нагрузки?!

2). Как будет оптимальнее организовать буферное усиление: Все усиление по напряжению организовать на первом ОУ, а буферный ОУ включить по схеме повторителя? Или, наоборот, ОУ выпрямителя включить по схеме повторителя с единичным усилением по напряжению, а все усиление по напряжению организовать на буферном усилителе?

МАХ480 вполне подойдёт.

terio007 писал(а):МАХ480 вполне подойдёт.

Спасибо, terio007! Этот ОУ у меня был в безусловных фаворитах, но, к сожалению, в поисках даташита к нему наткнулся вот на это: Datasheet MAX480. "В новых разработках использовать не рекомендуется". Я прям так расстроился Собственно, после этого и начались мои стенания в поисках новой "невесты".

КРАМ, на всякий случай сваял схему с буферным усилителем, где DA1.1 работает как повторитель, а все усиление по напряжению выполнено на DA1.2 (чисто интуитивно полагаю, что именно так оптимальнее). Так же показал всю нагрузку и формы сигнала в контрольных точках. Если найдете ошибку, укажите, пожалуйста!
Да, номера выводов ОУ указаны условно!

Какова конечная цель всего этого? А то мне кажется вы много лишнего намудрили, если хотите логические уровни на выходе получить.

sstvov писал(а):Какова конечная цель всего этого? А то мне кажется вы много лишнего намудрили, если хотите логические уровни на выходе получить.

Откровенно говоря, и у меня есть смутное ощущение такое...

После триггера Шмитта будет счетчик, который будет считать эти самые полуволны. Вот, собственно, и все.

Пробовал ставить компаратор с порогом срабатывания около 0,3В, но появляется дребезг на фронте и спаде. Думал задать гистерезис, но решил, что схема с выпрямителем будет проще.

Кажется, нашел подходящий ОУ!

Девайсы от "Analog Devices".
Одноканальный AD820BNZ и его DATASHEET
Двухканальный AD823ANZ и его DATASHEET
У них даже в даташитах есть подобная схема выпрямителя. Как однополупериодного, так и двухполупериодного. Кажется с единичным усилением.

Короче, решил особо не париться и, взяв из даташитов идею, собрать схему на 2 ОУ - первый работает как выпрямитель по схеме повторителя, второй усиливает сигнал до требуемого значения. Возможно, для второго усилителя возьму ОУ попроще, там ведь любой пойдет. В этот пост прикрепил окончательный вариант схемы. Огромная просьба, друзья, не поленитесь глянуть! Вдруг у меня ошибочка закралась в схему.

КРАМ, terio007, arkhnchul, sstvov и другие знатоки, если греха в окончательной схеме и выбранных ОУ не видите, благославите!!!

Благославляю тебя, о Kilam!

terio007, да прибудет с вами сила!!!