caxapa.ru :: Объясните, как эта схема работает:

Ксения (15.11.2012 22:32 - 16.11.2012 16:17, просмотров: 49853)

Объясните, как эта схема работает: А конкретно, что делает ОУ №3. Что у него на входе и выходе. Есть и другие связанные с этим делом вопросы, но буду задавать их по одному. Сама схема - предварительный вариант (кто-то авторитетный ее рекомендовал) части портативного фотометра. Сведодиод светит, свет проходит через кювету, а после на этот злощастный ФД. Усиливать надо изменения, которые происходят во времени. Не важно, какой ток поводит ФД, а важно следить за его флуктуацией.

Ответить

- frontends => USSR(57 знак., 16.11.2012 11:52, )
- Примитивно она работает. Evgeny_CD(579 знак., 16.11.2012 00:07, ссылка)
  - По поводу книжек есть замечательная книга "Операционные усилители для всех", там дана главная основа, принцип суперпозиции и теорема теветина. С применением этих методов, эта схема изучается за 20 - 30 минут при полном незнании ничего кроме двух OlegPowerC(13 знак., 16.11.2012 17:42)
  - На (1) генераторы тока с возможностью задания тока и направления с помощью Urp/5,2MOm и переключателя. Если световой поток постоянный, то через фотодиод ~~течет постоянный~~ ток не течет и соответственно потенциалы на концах фотодиода Make_Pic(435 знак., 16.11.2012 01:29 - 12:01)
    - на ОУ1 не генераторы тока, а источник напряжения с симметричным выходом koyodza(55 знак., 16.11.2012 10:48)
      - Если резисторы не брать во внимание, уважаемый Шпециалист - Make_Pic(16.11.2012 11:55)
        
        во-первых, вы написали "на (1) генераторы тока", о резисторах вы не упомянули. Во-вторых, если резисторы брать во внимание, то источник тока получается только в первом приближении. Потому как нагрузка у этого "источника тока" довольно высокоомная - koyodza(16.11.2012 12:56)
        
        Ну как вы знаете любой операционный усилитель является приближенным к идеальному. - Make_Pic(16.11.2012 13:25)
        
        при чем тут идеальность ОУ? В той схеме ОУ1А включен повторителем, ОУ1В инвертором (не логическим инвертором, а усилителем с Ку=-1), их выходы - это источник напряжения. Источником тока по отношению к фотодиоду там можно считать разве что сами 5М koyodza(54 знак., 16.11.2012 13:33)
        
        Да согласен я с вами: динамическое сопротивление у ФД256 примерно 1-10-ки килоом.С резисторами 5.2МОм можно считать как генератор или источник тока. - Make_Pic(16.11.2012 13:49)
        
        смотря какая там начальная освещённость: в темноте динамическое сопротивление ФД будет уже единицы МОм и выше - koyodza(16.11.2012 17:43)
        
        В полной темноте до гегоома. Поэтому эта схема должна иметь небольшую засветку как в варианте моего студента, но начальных условий Ксения не озвучила, возможно она их не знает. - Make_Pic(16.11.2012 23:33)
    - Постоянный ток = одинаковые потенциалы на концах фотодиода? Фшколу. - Shura(16.11.2012 08:07)
      - Согласен, ток не течет в уравновешенном режиме - Make_Pic(16.11.2012 11:59)
        
        Правда? :-) Если через ФД не течёт ток, значит он уже умер - Shura(16.11.2012 12:02)
        
        Ну хорошо, согласен с вами, через фотодиод все таки течет ток, а то его жалко... :( - Make_Pic(16.11.2012 12:12)
        
        Успокоились!? Теперь по существу: я делал похожую схему, и суть такого включения фотодиода - получить нулевое смещение на выходе схемы при отсутствии подсветки (компенсация темнового тока через фотодиод) или компенсировать подсветку, если она есть Make_Pic(108 знак., 16.11.2012 13:21)
        
        суть описана правильно. Но выше вы понаписывали ерунды - koyodza(16.11.2012 13:23)
        
        Возможно, я наполовину спал - посмотрите на время сообщения +2часа ;) - Make_Pic(16.11.2012 13:27 - 23:37)
  - "усиливает разницу потенциалов" в каком смысле: учетом полярности иоли нет? Если сверху +3, а снизу -3 (минус три), но какой будет эта "разница потенциалов"? 0, +6 или -6 вольт? Какой величины напряжение будет усиливаться? - Ксения(16.11.2012 00:19)
    - разница будет +6В, но с учетом огромного Ку вычитающего усилителя произойдет насыщение. При +10мВ вверху и -10мВ внизу на выходе вычитающего усилителя (если бы ОУ был идеальным) будет (+0,01-(-0,01))*(100/3,9)=0,512В - koyodza(16.11.2012 00:25)
    - Ксения, простите, мне облом считать коэффициент по резисторам на ночь глядя. Простите меня за грубость, почитайте хоровиц-хилла или тицце-шенка, там все разжевано. - Evgeny_CD(16.11.2012 00:23)
      - Что уж сразу в книги посылаете - в общении рождается истина! - Make_Pic(16.11.2012 01:33)
      - Тогда я обсуждение со своей стороны прекращаю. Удалять тему не стану из-за уважения к чужим постам. - Ксения(16.11.2012 00:28)
        
        Пример инструментального усилителя. - Evgeny_CD(16.11.2012 00:41, ссылка)
        
        Пожалуйста, не обижайтесь на меня. Я просто посоветовал Вам понятный первоисточник. Если надо - завтра прокомментирую более подробно. - Evgeny_CD(16.11.2012 00:31)
    - Ксюша, это фотокомпаратор а не фотоусилитель. - ASDFS(16.11.2012 00:22)
      - Опсс, а ткните меня пальчиком в компаратор на схеме - Make_Pic(16.11.2012 01:35)
        
        Все что правее ФД. ASDFS(50 знак., 16.11.2012 13:42)
        
        там совсем не бешеное усиление. Вчера уже говорили, успокойтесь со своим компаратором. Если это была попытка сделать компаратор, то это уже даже не ГЭ³, а ГЭ³³ :=) - koyodza(16.11.2012 17:41)
        
        "англ. comparator — сравнивающее устройство" В схеме как минимум должен быть источник опорного напряжения для сравнения. Но все - я пас - здесь все "сами с усами" - Make_Pic(16.11.2012 13:55)
        
        ИОН там есть - стабы слева. Сравнение идет с уставкой заданной крутилкой. - ASDFS(16.11.2012 16:23)
  - А для чего она работает? А нахрена козе баян если опорные напряжения образуются такими кривыми источниками? - Codavr(16.11.2012 00:18)
    - :) Ну там может быть вместо стабилитронов нормальные элементы применены - Make_Pic(16.11.2012 01:36)
  - Ну и нафлеймили по поводу примитивной схемы. Я тихо выпадаю в осадок.... - Evgeny_CD(16.11.2012 00:17)
    - чего нафлеймили-то? Больше половины постов - по существу. Это неплохой показатель, обычно он ниже koyodza(58 знак., 16.11.2012 10:44)
    - И я тут по следам... - Make_Pic(16.11.2012 01:37)
- Ноги фд держатся симметрично относительно земли и, типа, входные токи и дрейфы измерительной части при темновых токах вычтутся. Плюс независимость от смещения на фд. Как-то так.. - Д.ARMоед(15.11.2012 23:08)
  - Сказано уже много, но мне никто так и не объяснил главного - принципа работы этой схемы. Положим, под действием света проводимость ФД увеличилась и оттого напряжение на нем упало, но упало симметрично относительно земли. Но ведь тогда ОУ 3, Ксения(106 знак., 15.11.2012 23:41)
  - Симметрию относительно земли вижу, вычитание темнового тока - нет. - Ксения(15.11.2012 23:14)
    - темновой ток есть случайная величина, зависящая от разных факторов. Поэтому, вычесть его практически невозможно - Shura(15.11.2012 23:16)
- Действительно, очень непонятная по смыслу схема. ASDFS(307 знак., 15.11.2012 22:55)
  - Имхо симметрия сделана в целях исключения синфазного напряжения. Сигнал с фотодиода маленький, и он симметричен относительно 0, поэтому хороший диффусилитель не требуется. - sin(16.11.2012 11:58, )
    - продолжите, пожалуйста, свою мысль - koyodza(16.11.2012 12:57)
      - На ОУ3 собран простой дифференциальный усилитель. При большом синфазном напряжении (если оно значительно превышает полезный дифференциальный сигнал) характеристика такого усилителя сильно зависит от согласованности резисторов. Если синфазное sin(447 знак., 16.11.2012 16:35, )
        
        да нихера он не учел. Там конденсатор в цепи ООС вычитателя, он уже от единиц Гц полностью испаганит подавление синфазного сигнала. А на постоянке тут симметрия нафиг не нужна. Короче, типичное ГЭ³ с научным уклоном - koyodza(16.11.2012 17:39)
  - А каково фотодиоду работать в цепи с общим сопротивлением более 10 Мегом? Никогда такого не видела. - Ксения(15.11.2012 22:58)
    - Если качественный фотодиод с малым темновым током, то почему бы и нет. У ФД256 он 5 наноампер. - Codavr(15.11.2012 23:05)
    - Вот поэтому такие сложности наверное - борьба с наводками на ФД путем симметрирования схемы. Что там за освещенности, может очень мелкое что меряют? - ASDFS(15.11.2012 23:01)
      - Таким дерьмовым ФД ничего мелкого в принципе померять невозможно - Shura(15.11.2012 23:07)
        
        Ну не у всех есть возможность заказные да прецизионные приобретать. ФД256 тоже можно чегонито намерять. У меня на нем в установке инфракрасного отжига температура кремниевой пластины с точностью до 3-5 градусов регулировалась. - Codavr(15.11.2012 23:11)
        
        Ой пардон. У меня ФД-24К был. - Codavr(15.11.2012 23:15)
        
        А народ его хвалит, типа лучше иностранных, да еще и с линзой в корпусе. - Ксения(15.11.2012 23:11)
        
        Лучше многих ширпотребных. Не всем же на бентли рассекать. - Codavr(15.11.2012 23:30)
        
        тут недавно постили, что лада лучше бентли :-) чтобы мелкую освещенность мерять, надо брать площадью поболе - Shura(15.11.2012 23:13)
      - Я думаю, что это для того, чтобы при изменении напряжения на ФД (тем потенциометром) выходной сигнал далеко не уплывал. - Ксения(15.11.2012 23:05)
    - У меня в цепи с сопротивлением 1Г работает. Хорошо работает :-) - Shura(15.11.2012 23:00)
      - А какое напряжение вы подавали на пару ФД+Гигом? - Ксения(15.11.2012 23:20)
        
        Если имеется в виду смещение, то вольт 50 - Shura(15.11.2012 23:24)
        
        А почему вы этот вольтаж называете смещением? - Ксения(15.11.2012 23:30)
        
        ну, так принято - Shura(15.11.2012 23:32)
        
        В гальваническом режиме на ФД ноль всегда. - ASDFS(15.11.2012 23:22)
        
        Это только если оосью задушить - Shura(15.11.2012 23:28)
        
        Ну ты скажешь тоже - Codavr(15.11.2012 23:25, ссылка)
      - Я тут вдруг вспомнил как выглядели резисторы на 22ГОм. ASDFS(171 знак., 15.11.2012 23:09)
        
        1Г почти никаких извращений не требует :-) Обычный SMD 0805 - Shura(15.11.2012 23:12)
      - Я уже думала сделать по типу счетчика Гейгера - через конденсатор импульсы ловить, а там их на УНЧ. А то с уравновешиванием гальваники я с ума сойду. - Ксения(15.11.2012 23:03)
      - Позор вам :))) - Ксения(15.11.2012 23:01)
  - Если уж вас это удивило, то меня и подавно :) - Ксения(15.11.2012 22:56)
- А с какой целью фотодиод переводится из фотодиодного режима в гальванический и обратно. Чего это за странное устройство? - Codavr(15.11.2012 22:52)
  - Да, изменение полярности меня тоже удивило. Мне казалось, что ФД работают только при одной полярности. - Ксения(15.11.2012 22:55)
    - Солнечная батарея тоже диод, но работает в гальваническом режиме. Генерирует ток :) - Codavr(15.11.2012 22:59)
      - Да, видела одно такое упоминание в интернете, когда ФД без внешнего тока напрямую присоединяли к усилителю, а потом на АЦП. Но в данном случае велено на внешнем напряжении работать, т.к. кто-то что-то такое уже делал. - Ксения(15.11.2012 23:08)
        
        Если ФД напрямую подсоединить к усилителю, без ОС, то усилитель в насыщение улетит в общем случае :) - Codavr(15.11.2012 23:38)
        
        Естественно, ОС была. Тот ОУ имел усиление около 500. - Ксения(15.11.2012 23:44)
        
        500 чего? ФД генерит ток - Shura(15.11.2012 23:48)
        
        В моем детстве в каком то журнале была статейка как из диодов Д-2 сделать солнечную батарею для питания транзисторного приемника. Всего-то несколько десятков последовательно-параллельно :) - Codavr(15.11.2012 23:21, ссылка, картинка)
        
        Не, из МП42 лучше получалось - кристалл на солнце ориентировать можно и площадь поболе. - ASDFS(15.11.2012 23:24)
        
        Да ты офигел. МП42 целых 40 копеек стоил :) - Codavr(15.11.2012 23:27)
        
        На войне патроны дармовые, знай себе стреляй ))) - ASDFS(15.11.2012 23:38)
        
        Харлей Дэвидсон и ковбой Мальборо. Codavr(398 знак., 15.11.2012 23:44)
        
        Вот что проклятый капитализмус с людьми делает. - ASDFS(15.11.2012 23:47)
- Вижу, что ОУ 1а - повторитель, а ОУ 1b - инвертор. Т.е. по идее между их выходами должно бы возникнуть удвоенное напряжение, по отношению к тому, что потенциометром накрутили. И хотя на мостик Уинстона до боли в глазах похоже, но никакого Ксения(193 знак., 15.11.2012 22:37 - 22:42)
  - О каком удвоенном напряжении можно говорить, Ксения, если (1) генераторы тока - обратите внимание на резисторы 5,2М. При засвеченном фотодиоде ФД256 его диф. сопротивление на порядки меньше. - Make_Pic(16.11.2012 01:49)
- ОУ №3 это дифференциальник. Но вообще, вся схема в целом - редкая бредятина... - Shura(15.11.2012 22:36)
  - +1 - koyodza(15.11.2012 23:30)
  - А могли бы вы мне посоветовать что-нибудь взамен? Желательно с учетом двух моих пожеланий: 1) чтобы напряжение на ФД можно было регулировать, 2) чтобы без отрицательного питания обойтись, т.к. мне выходной сигнал нужно на диф.вход АЦП подавать, а Ксения(148 знак., 15.11.2012 22:45 - 22:53)
    - Объясни задачу толком. Для чего ФД используется и почему не годится самая обычная трансимпедансная схема на одном ОУ. - Shura(15.11.2012 22:52)
      - Дописала условие задачи в топовом сообщении. - Ксения(15.11.2012 22:53)
        
        Фототок пропустить через индуктивность. Тогда флуктуации тока дадут переменку. Её и усиливать. - SciFi(16.11.2012 10:56)
        
        сами так делали когда-нибудь? Там получается очень приличная индуктивность, которая как антенна наловит больше, чем даст фотодиод - koyodza(16.11.2012 11:17)
        
        Вот Ксения потом и расскажет, наловит или нет. В лабораторных условиях всё может быть очень тихо. Хотелось бы поподробнее про задачу, конечно. Может быть, синхронное детектирование можно применить? - SciFi(16.11.2012 11:27)
        
        боюсь, не расскажет. Или сделает неправильные выводы - koyodza(16.11.2012 11:30)
        
        Всё равно непонятно, почему не прокатывает классика - Shura(15.11.2012 22:57, картинка)
        
        Ваша классика только для турника метро годится :), типа день от ночи отличать. - Ксения(15.11.2012 23:01)
        
        Эта схема работает везде в измериловке. Вот пара документиков. Если вам не надо быстродействие - не надо отрицательного смещения и можно прекрасно работать с однополярным питанием. В простейшем случае примерно так: Andreas(16.11.2012 09:12)
        
        Да, Шура прав. Эта схема работает в профессиональных приборах, например по ссылке. Судя по включению светодиода, разве непонятно, что Вашу схему рисовали извращенцы? - Vladimir Ljaschko(16.11.2012 08:41, ссылка)
        
        А что не так со светодиодом, кроме нафиг не нужных емкости и диода? - Andreas(16.11.2012 09:17)
        
        А LM317 разве нельзя заменить резистором? - Vladimir Ljaschko(16.11.2012 09:26)
        
        Если 12В от мостика - пульсируют и зависят от сети, то не стоит, я так думаю. - Andreas(16.11.2012 09:29)
        
        Обидеть норовите. Всё зависит только от темнового тока ФД - Shura(15.11.2012 23:05)

Схемы, платы, компоненты