Pytanie:
Wydobywanie pierwiastka kwadratowego napięcia
Keegan Jay
2013-08-08 01:23:11 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Próbuję znaleźć obwód, który będzie wytwarzał napięcie, które jest pewnym współczynnikiem pierwiastka kwadratowego napięcia wejściowego. To znaczy. \ $ V_ {out} (t) = K \ sqrt {V_ {in} (t)} \ $. Współczynnik K nie ma znaczenia.

Spojrzałem na obwód na dole tej strony. Problem polega na tym, że używa MOSFET-a, a formuła przewidująca wyjście wymaga różnych parametrów \ $ \ mu_n, C_ {ox}, V_ {th} \ $ (niektóre z nich, jak sobie wyobrażam, różnią się znacznie nawet między urządzeniami tego samego modelu, a niektóre których nie wiedziałbym, jak znaleźć na arkuszach danych)

Chciałbym znaleźć alternatywny obwód, który ma spójne i przewidywalne wyjście, zanim kupię niezbędne komponenty.

Kiedy mówię, że K nie ma znaczenia, miałem na myśli tylko to, że w razie potrzeby mogę później wzmocnić moc wyjściową o stały współczynnik. Musi być jednak spójne i przewidywalne.

Jeśli czynnik K jest nieistotny, to czynniki C, mu, W, L są nieistotne.
Te czynniki są różne dla tranzystorów tego samego modelu #. Nieistotne w tym sensie, że mogę wzmocnić, aby znormalizować K do określonej wartości, ale nie mogę dostroić każdego obwodu indywidualnie na podstawie właściwości tranzystorów.
Sześć odpowiedzi:
Brian Drummond
2013-08-08 01:39:32 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Łatwym podejściem byłoby użycie mnożnika analogowego ( MC1495 był wczesnym, Analog Devices AD633 lub Burr-Brown (ups, Texas Instruments!) MPY534 są lepsze i nowsze) jako obwód kwadratowy, w pętli sprzężenia zwrotnego wzmacniacza operacyjnego.

Aby użyć mnożnika do podniesienia napięcia, po prostu podłącz to napięcie do obu wejść. Podłącz napięcie wejściowe do nieodwracającego wejścia opampa, wyjście opamp do wejść multiply, a wyjście multiply do wejścia odwracającego opamp.

Jeśli \ $ V_ {out} ^ 2 = V_ {in} \ $ następnie \ $ V_ {out} = \ sqrt {V_ {in}} \ $.

schematic

zasymuluj ten obwód - Schemat utworzony przy użyciu CircuitLab

Szczegóły, takie jak odchylenie DC pozostawione jako ćwiczenie ...

(Uwaga dodatkowa: mnożniki analogowe w dużym stopniu polegają na „dopasowanych parach” tranzystorów; stosunkowo łatwo jest dopasować 2 tranzystory, jeśli zrobisz oba naraz w tym samym obszarze na tym samym chipie!)

Dobry pomysł! Bardzo eleganckie podejście. Może to być drogie włosy, ale powinno ładnie działać.
Zawieś wydatek, ładnie zrobione.
1495 nie są takie drogie ... te lepsze, tak - dostajesz to, za co płacisz.
To jest rzeczywiście niesamowite, ponieważ wzór na pierwiastek kwadratowy po prostu wypada z analizy węzłowej wzmacniacza operacyjnego. Dzięki!
Spóźniłem się na tę imprezę, ale ta odpowiedź to nieodwracająca (czytaj: mniej stabilna) wersja rozwiązania podana w Nota aplikacyjna AN489, Analiza i podstawowa obsługa MC1595 autorstwa Eda Renschlera.Trochę trudno to teraz znaleźć, ale wyjaśnia bardzo szczegółowo, jak działa obwód i ma kilka przykładowych obwodów, z których jeden.Obecnie istnieje jego skan [tutaj] (http://www.frontiernet.net/~jimbot/MC1495-AN489.pdf).
compumike
2013-08-08 05:45:58 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Jeśli masz kilka BJT plus wzmacniacz operacyjny, szybki transliniowy analogowy pierwiastek kwadratowy BJT jest twój! V (OUT) = SQRT (V (IN)) / 10 w tym przypadku:

( Open & uruchom symulację DC Sweep w CircuitLab.)

Jeśli chodzi o „dopasowane tranzystory”, w tym przypadku:

  • niedopasowanie w Q1 / Q2 / Q3 / Q4 lub w Q6 / Q7 spowoduje niewielki błąd współczynnika skali (o którym i tak nie dbasz)
  • Q5 nie jest zależne od dopasowania
  • wahania temperatury między różnymi tranzystory mogą powodować błąd skali.
  • można symulować niedopasowanie, dostosowując I_S jednego tranzystora. Zobacz ten przykład diody LED, aby zobaczyć coś podobnego w obudowie diody LED. (Możesz również mieć niedopasowanie B_F "beta", ale w tym konkretnym obwodzie jest to mniejszy czynnik.)

Dodałem kilka uwag do schematu. Jestem pewien, że inni mogą pomóc w uproszczeniu lub uczynieniu tego bardziej solidnym, ale mam nadzieję, że to dobry początek korzystania z części, które prawdopodobnie masz już na swojej ławce!

Ignacio Vazquez-Abrams
2013-08-08 01:28:41 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Z Nota aplikacyjna TI 31:

enter image description here

Może współpracować z innymi wzmacniaczami operacyjnymi. Szczegółowe informacje na temat uruchamiania LM101A przy zasilaniu z pojedynczą końcówką znajdują się w nocie aplikacji.

Co to znaczy „dopasowane pary”? Ponadto dane wyjściowe tego obwodu nie są opisane inaczej niż „ekstraktor korzeni”. Czy powinienem założyć, że oblicza dokładny pierwiastek kwadratowy, czy też są jakieś czynniki lub stałe? Przepraszamy, moje doświadczenie w zakresie EE jest ograniczone.
Mówi się, że tranzystory są „dopasowane”, gdy ich różne charakterystyki są bardzo zbliżone do tej samej wartości (ponieważ tranzystory tego samego modelu mogą się różnić z powodu niespójności w płytce). Co do tego, co robi, pochodzi z sekcji operacji matematycznych; Właściwie nie zbudowałem go wcześniej, więc nie mogę potwierdzić jego dokładności.
Czy to oznacza, że ​​aby zbudować ten obwód, muszę kupić dużą ilość 2N3728 i znaleźć pary o zbliżonych właściwościach? Dzięki za pomoc!
Możesz być w stanie zastąpić [układ scalony już zawierający dopasowaną parę] (http://www.digikey.ca/product-search/en?pv74=158&k=npn+matched+pair&mnonly=0&newproducts=0&ColumnSort=0&page=1&quantity= 0 & ptm = 0 & fid = 0 & pageSize = 25), o ile inne cechy są podobne do 2N3728; ten AN został napisany * dawno * dawno temu i od tego czasu niektóre rzeczy się zmieniły lub rozwinęły.
user27350
2013-08-10 22:02:18 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Nie ma to być odpowiedź ani jednoznaczne rozwiązanie, a raczej wyjaśnienie, dlaczego nie ma żadnych zintegrowanych rozwiązań z jednym chipem. Być może zapotrzebowanie jest zbyt niskie, kiedy można teraz użyć rozwiązania cyfrowego z kwantyzacją przy użyciu 12 lub 16 przetworników ADC z kodekami logicznymi lub algorytmami dziennika i podzielić przez 2 binarnie, ponieważ logarytm wykładnika ^ (0,5) ma mnożnik 0,5 w wyniku.

Projekty pierwiastków kwadratowych występują w wielu analogowych odmianach od 1 do 16 zintegrowanych części ze złożonością precyzyjnego dopasowywania, zwierciadeł prądowych, luster odchylających wykorzystujących kwadratowe nieliniowe zachowanie tranzystorów FET. Były nieustannym tematem badawczym profesorów EE z uzyskiwaniem kontrolowanych wyników obejmujących od 3 do 7+ dekad. Problemy wynikają z wahań wartości progowej RgsON, Vgs i samonagrzewania.

Niewiele z tych eksperymentalnych tematów badawczych kiedykolwiek trafiło do produkcji, być może z powodu trudności w kontrolowaniu procesu dopingu i kontroli produkcji w celu uzyskania wymaganej konsystencji, co jest o rząd wielkości trudniejsze niż CMOS logika. Odniesienie zerowe jest najbardziej krytyczne dla błędów, a wyjście różnicowe zapewnia większą liniowość wyniku Sq Rt. Biorąc pod uwagę, że używane jest odwrócenie ujemnego sprzężenia zwrotnego, jest rzeczą akademicką, że wzmacniacze sq. Rt mają tendencję do przyjmowania ujemnego sygnału wejściowego, aby dać dodatni sygnał wyjściowy, ale nie jest to liczba magiczna. Ha.

Baw się dobrze.

Scott Seidman
2013-08-08 01:42:51 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Poleciłbym wzmacniacz log, a następnie wzmacniacz liniowy o wzmocnieniu 0,5, a następnie wzmacniacz antylogiczny. Możesz kupić wzmacniacze log i antilog jako jednofunkcyjne układy scalone. Burr-Brown 4127 radziłby sobie z logami i antylogami, ale jest przestarzały. AD8307 może być innym wyborem

Innym podejściem, w zależności od wymagań dotyczących przepustowości i kilku innych rzeczy, byłoby przekazanie problemu mikrokontrolerowi i przetwornikowi DAC.

Dan Klonoski
2015-06-17 19:33:06 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Pracuje w Spice, zajęło mi to około dnia. Sieć rezystorów drugiego stopnia usuwa przesunięcia, które spowodowały przesterowanie trzeciej sekcji wzmacniacza operacyjnego.Dokładność w zakresie 1 dB dla detektora diod Schottky'ego RF / MW enter image description here ..0005vdc - 1.000vdc

Czy możesz wyjaśnić, jak działa ten obwód?Wygląda na to, że mógł wystąpić problem z niektórymi wartościami rezystorów.
Właściwie nie zbudowałem go i nie przetestowałem, ale zasymulowałem go na spice.Symulacja w oryginalny sposób nie zadziała.To jest rzeczywisty schemat z symulacji przypraw.Naprawdę nie mam wyjaśnienia, dlaczego.Po prostu działa.Wypróbowałem inne wzmacniacze operacyjne w karcie SIM, takie jak MAX410 LM124N i kilka innych.LM318 działa najlepiej.
Zacząłem od dzielnika napięcia 10K / 10K, a obwód w ogóle nie działał i przesterowałby trzeci stopień.Usunąłem sieć dzielnika i dodałem małą sieć wzmocnienia, a następnie zacząłem manipulować wartościami i dodałem trzeci rezystor, aby kontrolować prąd do drugiego tranzystora, aby uzyskać wyniki, które chciałem.Na tym skończyłem.
Jedyne, co przychodzi mi do głowy, to oryginalny schemat wymagający tranzystora 2n5428 i nie mogłem znaleźć żadnych informacji na temat tego typu, ponieważ jest on przestarzały od 30 lat, więc zastąpiłem zwykłym 2n3904.
W symulacji Twoje tranzystory są idealnie dopasowane.Tak nie będzie w świecie rzeczywistym.


To pytanie i odpowiedź zostało automatycznie przetłumaczone z języka angielskiego.Oryginalna treść jest dostępna na stackexchange, za co dziękujemy za licencję cc by-sa 3.0, w ramach której jest rozpowszechniana.
Loading...