Форум РадиоКот

Есть усилитель AD623

http://www.analog.com/media/en/technica ... /AD623.pdf

На странице 18 там показана схема (рис. 46) в которой сделано активное управление экранированием кабеля на основе ОУ. Поясните пожалуйста как это работает.

Мутно это работает, но смысл - компенсация емкости кабеля.

Смысл я и так знаю Он в документации даже написан.

Я так понимаю, что через Rg течет ток, пропорциональный входному напряжению на AD623...исходя из эквивалентной схемы инструментального усилителя. Соответственно там и потенциал есть в точке подключения AD8031 к Rg. С помощью повторителя на основе AD8031 этот потенциал наводится на оплетке кабеля. Во время протекания токов по кабелю мы в нем емкость заряжаем и разряжаем, так что кабель выступает фильтром (емкость и сопротивление кабеля). Что бы этот фильтр не работал мы компенсируем колебания заряд/разряд конденсатора в кабеле с помощью активного управления оплеткой кабеля.

Это все конечно красиво звучит, но есть ли где то расчет этой схемы что бы самому не мучить, а посмотреть. Просто любопытно.

А что там расчитывать-то?

Ну например почему там резистор после повторителя на 100Ом? Почему подключение к Rg не "последовательно", а в виде делителя напряжения?

Резистор 100 Ом, во-первых, отвязывает ОУ от емкостной нагрузки, чтобы он не возбуждался в случае чего, а, во-вторых, защищает от возможного КЗ (в меньшей степени).

Этот делитель - делитель на 2. Смысл в том, чтобы подтянуть оплетку до уровня средней точки входного напряжения. Судя по эквивалентной схеме этого усилителя, там внутри классическая схема на трех ОУ (стр. 2-3).

Считать тут, в общем, нечего. Значение 100 Ом можно считать типовым, а как посчитать Rg написано в даташите.

3DRaven писал(а):Почему подключение к Rg не "последовательно", а в виде делителя напряжения?

Это не делитель напряжения. Напряжение в этой точке (середина Rg или точка соединения двух резисторов Rg/2) - чистая синфазная составляющая входного сигнала (помеха). Именно ее и надо подавать на экран, чтобы она не превращалась в дифференциальный (полезный) сигнал из-за разных паразитных емкостей экран-входной провод.

Все ясно, спасибо.

Я верно понял, что подтянув оплетку к серединке входного сигнала мы тем самым компенсируем паразитные емкости между оплеткой и проводом 1, и оплеткой и проводом 2 друг между другом?

Да, но только для синфазной составляющей входного сигнала. На дифференциальную составляющую паразитные емкости продолжают оказывать влияние как и раньше, в частности, ограничивая частотный диапазон. Еще раз замечу, что главная цель этого приема - помешать превращению части синфазной составляющей сигнала в дифференциальную.

Теперь все ясно совсем. Хотя меня всегда смущают слова "типовой" для резистора 100Ом. Кто когда его типовым сделал и почему именно 100Ом. Но да ладно

3DRaven писал(а):Кто когда его типовым сделал и почему именно 100Ом.

100 - круглое число. Величина резистора здесь совсем не критична, но слишком маленький будет плохо защищать ОУ, а слишком большой не даст потенциалу экрана достаточно точно следовать за синфазным напряжением из-за влияния собственной емкости экрана.

Большое спасибо за подробное разъяснение. Вероятно из-за недостатка опыта я слишком часто пускаюсь в расчеты вместо "здравого рассуждения" на тему схемы.

Еще есть вопрос. Все по тем же AD623 так что не буду плодить новую тему. На картинке схема. Собственно там и смотреть нечего. Я не понимаю почему на выходе усилка нет никакого напряжение (шумы от 50Гц). Ведь при Rg=100k (вообще я как по документации просто разомкнул контакты 1,8 но пробовал и резистор ставить и разные коэффициенты усиления) G=1. То есть это дело должно работать как повторитель. Я не стал ставить кондеры на ноги питания что бы не усложнять, не думаю, что дело в них. Ведь это инструментальный усилитель, а не просто ОУ, обратная связь там не нужна в нем все уже стоит. Может я что то не понимаю, но если на входе подключить саженую батарейку (0.9В на ней), то на выходе должно появится напряжение равное все тем же 0.9В. Подскажите в чем дело.

Сначала небольшой, но важный совет: всегда обозначайте на схеме общий провод (землю).

Теперь собственно по схеме.
1. Вы не привязали входы схемы к нулевому потенциалу по синфазной составляющей. Несмотря на то, что ДУ (дифф. усилитель) усиливает напряжение между входами, напряжение на каждом входе должно быть определено относительно земли и должно быть внутри диапазона допустимого синфазного напряжения (обычно плюс-минус питание). Чтобы это исправить, подключите по крайней мере один (а, лучше, симметрично оба входа) к земле резистором 100К-1М.
2. ДУ AD620A предназначен для работы с двухполярным питанием. Это, в частности, означает, что напряжение привязки выхода (ref) не должно быть равно питающему напряжению. Поставьте два источника питания, один положительный (Vcc) и один отрицательный (Vee). Точка соединения этих источников (средняя точка питания) будет землей. Подключите к ней вывод ref и резистор(ы) от входов. Выходное напряжение будет тоже отсчитываться от этой точки (земли).

Да, конденсаторы на выводах питания нужны, лишь, для того, чтобы усилитель не самовозбуждался.

В схеме ad620, но на практике я использую недорогой ad623, он умеет работать от однополярного питания. Просто его модели в ltspice нету, потому схему так нарисовал. Но поправлюсь. Вот еще схемки. В них все строго по расчету работает. Оказалось, надо обязательно явно в схеме поставить символ земли, не знаю почему, несмотря на наличие минусов питания. Без него ерунду показывает. Резисторы действительно тоже изменили дело.

Обе схемы работают так как и ожидается.




Попробую при подключении батарейки к входу ad623 подтянуть минус входа к минусу питания резистором на 100к. Посмотрим, что выйдет.

Ура! Все заработало, действительно достаточно было 100к резистор на минус питания подтянуть и все как надо показывает.
Вот только я не понимаю почему...опять. Дело в том, что я измерял напряжение "минус источника питания (земля) - минус входа (минус батарейки)" и оно было практически нулевое. Даже измерял напряжение между плюсом батарейки (плюс входа) и минусом питания (0.9В вышло). Ведь по идее все согласовано было и без резистора. Почему же без него не работало, а с ним прекрасно работает? Без резистора показывает шумы от 50Гц и среднее значение далеко не 3В как должно быть с выставленным мной G. Плюс ко всему у меня еще и ref на землю замкнут, а по картинке 41 из даташита видно, что это равносильно подтягиванию минуса диф. усилителя внутри инструментальника к земле. Поясните пожалуйста.

Там на выходе без резистора колебания от 0 до 3В на 50Гц. Почему при G чуть больше 3 он так наводки усиливает без резистора?

Дополнение: картинка с показаниями осциллографа. Это без резистора. С резистором все пашет как надо.

3DRaven писал(а):Ура! Все заработало...

Поздравляю!

3DRaven писал(а):Почему же без него не работало, а с ним прекрасно работает?

Я уже говорил выше, что "напряжение на каждом входе должно быть определено относительно земли и должно быть внутри диапазона допустимого синфазного напряжения (обычно плюс-минус питание)". Это - формальное требование, реально оно связано с тем, что каждая половина входного дифкаскада на самом деле усиливает напряжение относительно земли, а потом усиленные напряжения вычитаются. Поэтому, дифкаскаду нужно создать условия, в частности, обеспечить путь для входных токов и сделать так, чтобы на базах (затворах) входных транзисторов были допустимые потенциалы (относительно земли). Батарейка, подключенная между входами, не обеспечивает ни того, ни другого (входы остаются плавать). Но как только вы подтянули один из входов резистором к земле (другой подтянулся автоматически, его потенциал стал выше/ниже на напряжение батарейки) все стало на место и схема заработала.

Да, почитайте эту тему, там про подключение термопары, но есть и кое-что по особенностям применения инструментального усилителя.

Наконец то понятно куда копать и откуда, разберусь Большое спасибо!

Пожалуйста!

Я таки выяснил точно, почему там резистор. Он вычисляется или подбирается в зависимости от схемы компенсации емкостной нагрузки. Вот статья.

http://www.elart.narod.ru/articles/arti ... icle24.htm

При работе ОУ на емкостную нагрузку он отвязывает ОУ от емкости, то есть на нем емкость разряжается, а не на входных каскадах ОУ.

Я таки выяснил точно, почему там резистор. ... При работе ОУ на емкостную нагрузку он отвязывает ОУ от емкости

Собственно, я об этом писал в шестом сообщении от начала темы.

на нем емкость разряжается

Бррр, какая нехорошая фраза.

Этот резистор видоизменяет передаточную функцию так, чтобы устранить возможность возбуждения каскада.

А статья по ссылке достаточно хорошая.