Здравствуйте, уважаемое сообщество!
Для построения SIPP выходного каскада потребовался источник тока с большим интервалом compliance напряжений (в идеале 1-100В) и током в районе 350 mA. Изучив вопрос, понял, что решения на LM317 и аналогичных интегральных стабилизаторах не подходят, в связи либо с малым верхним, либо с большим нижним напряжением. Готовых интегральных источников тока по заданным параметрам также не нашлось. Решил сделать сам. Воспользовавшись многочисленными публикациями на эту тему (в основном - http://en.wikipedia.org/wiki/Current_mirror), собрал на макетной плате схему, приведённую в аттачменте (единственное отличие - питаю от (+15)-0-(-15)В. Результат - не работает.
MOSFET IRF630 выбирался исходя из заданных напряжений (выдерживает до 200В) и тока (до 9А) при этом рассеиваемая мощность для моего случая получается в пределах номинальной с адекватным охлаждением, имеет напряжение отсечки 3В, ориентировочное напряжение полного открытия 10В, сопротивление в открытом состоянии 0,4 Ом, малую входную ёмкость, которую "разбавляю" с помощью R5.
Операционный усилитель Burr-Brown OPA 134 в режиме прямого усиления обеспечивает не менее 50дБ в полосе до 20кГц (120дБ до 10 Гц), малый дрифт смещения, на нагрузке 10к может выдавать (-14,5) - (+13,6)В, имеет предельно низкую входную ёмкость 2пФ и высокое входное сопротивление 10^13 Ом. Применяю дополнительную фильтрацию установочного напряжения (C1-C3, R3), согласование импедансов (C6, R6), фильтрацию непосредственно у выводов питания (C4-C5).
Расчёт происходил следующим образом (исключительно для "тренировки", брал усиление операционник+MOSFET 100дБ, потому что не подавал реальных звуковых частот):
Задался точностью во всём диапазоне регулировки транзистора (10В)*0,1%. Т.о. максимальное изменение напряжения на R7 должно быть 10*(-100дБ)=0,1мВ. "Начальное" - 0,1мВ * 1000 = 100мВ. 100мВ при токе 350мА даёт R7 не ниже 0,29 Ом. Под рукой оказался резистор 0,27Ом - поставил его (сказать по правде, экспериментировал и с 1 Ом - результаты не лучше).
Таким образом, получилось, что минимальное напряжение (0,4+0,27)*0,35=1,02В (транзистор полностью открыт), максимальное при таком токе для транзистора - 120В, если считать, что при этом я выберу полный диапазон регулировки (что неверно, в реальности будет значительно лучше), то сопротивление источника будет (120-1)/(350*0,1%)=340кОм. Негусто, конечно, но есть от чего оттолкнуться.
Схема собрана, подключаю регулируемый источник напряжения на разъём CCS (начинаю с 2В), ещё 2 вольтметра на R7 и между + и - входами U1. Выставляю с помощью R2 напряжение на R7 94,5мВ. При этом точности вольтметра (на 200мВ пределе) между входами операционника не хватает, чтобы определить разницу (000,0В). Уменьшение напряжения до 1В показывает изменение на 0,2В. Увеличение напряжения до 3-4В сохраняет 0-0,1В, затем начинается странное: в районе 5В резко начинается подъём разницы - до 25-35 мВ, затем (в районе 9В) - снова уменьшение до 1-0,1мВ, затем практически линейное увеличение (начиная с 12-15В). Я могу понять 1-2мВ (погрешность, дрифт смещения, возможно, изменение нагрузки какое-то), но 35мВ, считаю, перебор! С учётом даже самого плохого случая (усиление - только операционником на 50дБ=316 раз) 35 мВ должно превратиться на выходе ОУ в 11В, однако там в эти моменты лишь в районе 5В.
Кто что думает по этому поводу?
Для построения SIPP выходного каскада потребовался источник тока с большим интервалом compliance напряжений (в идеале 1-100В) и током в районе 350 mA. Изучив вопрос, понял, что решения на LM317 и аналогичных интегральных стабилизаторах не подходят, в связи либо с малым верхним, либо с большим нижним напряжением. Готовых интегральных источников тока по заданным параметрам также не нашлось. Решил сделать сам. Воспользовавшись многочисленными публикациями на эту тему (в основном - http://en.wikipedia.org/wiki/Current_mirror), собрал на макетной плате схему, приведённую в аттачменте (единственное отличие - питаю от (+15)-0-(-15)В. Результат - не работает.
MOSFET IRF630 выбирался исходя из заданных напряжений (выдерживает до 200В) и тока (до 9А) при этом рассеиваемая мощность для моего случая получается в пределах номинальной с адекватным охлаждением, имеет напряжение отсечки 3В, ориентировочное напряжение полного открытия 10В, сопротивление в открытом состоянии 0,4 Ом, малую входную ёмкость, которую "разбавляю" с помощью R5.
Операционный усилитель Burr-Brown OPA 134 в режиме прямого усиления обеспечивает не менее 50дБ в полосе до 20кГц (120дБ до 10 Гц), малый дрифт смещения, на нагрузке 10к может выдавать (-14,5) - (+13,6)В, имеет предельно низкую входную ёмкость 2пФ и высокое входное сопротивление 10^13 Ом. Применяю дополнительную фильтрацию установочного напряжения (C1-C3, R3), согласование импедансов (C6, R6), фильтрацию непосредственно у выводов питания (C4-C5).
Расчёт происходил следующим образом (исключительно для "тренировки", брал усиление операционник+MOSFET 100дБ, потому что не подавал реальных звуковых частот):
Задался точностью во всём диапазоне регулировки транзистора (10В)*0,1%. Т.о. максимальное изменение напряжения на R7 должно быть 10*(-100дБ)=0,1мВ. "Начальное" - 0,1мВ * 1000 = 100мВ. 100мВ при токе 350мА даёт R7 не ниже 0,29 Ом. Под рукой оказался резистор 0,27Ом - поставил его (сказать по правде, экспериментировал и с 1 Ом - результаты не лучше).
Таким образом, получилось, что минимальное напряжение (0,4+0,27)*0,35=1,02В (транзистор полностью открыт), максимальное при таком токе для транзистора - 120В, если считать, что при этом я выберу полный диапазон регулировки (что неверно, в реальности будет значительно лучше), то сопротивление источника будет (120-1)/(350*0,1%)=340кОм. Негусто, конечно, но есть от чего оттолкнуться.
Схема собрана, подключаю регулируемый источник напряжения на разъём CCS (начинаю с 2В), ещё 2 вольтметра на R7 и между + и - входами U1. Выставляю с помощью R2 напряжение на R7 94,5мВ. При этом точности вольтметра (на 200мВ пределе) между входами операционника не хватает, чтобы определить разницу (000,0В). Уменьшение напряжения до 1В показывает изменение на 0,2В. Увеличение напряжения до 3-4В сохраняет 0-0,1В, затем начинается странное: в районе 5В резко начинается подъём разницы - до 25-35 мВ, затем (в районе 9В) - снова уменьшение до 1-0,1мВ, затем практически линейное увеличение (начиная с 12-15В). Я могу понять 1-2мВ (погрешность, дрифт смещения, возможно, изменение нагрузки какое-то), но 35мВ, считаю, перебор! С учётом даже самого плохого случая (усиление - только операционником на 50дБ=316 раз) 35 мВ должно превратиться на выходе ОУ в 11В, однако там в эти моменты лишь в районе 5В.
Кто что думает по этому поводу?
Может, с учётом блока питания будет проще. В принципе, Ваша схема практически не отличается от той, что я привёл. Отличия заключаются, во-первых, в том, что приходится применять инвертирование усиления TL431 (нет доступа к инвертирующему входу), во-вторых - наличие согласующего транзистора на выходе ОУ TL431.