Делитель после буфера дает коеффициенты 1:1 1:2 1:5. А делитель перед буфером 1:1 1:10 1:100. Кстати, в высокочастотных скопах (более 150 МГц) делитель перед буфером делают 1:1 1:5 1:25, т.к 1:100 очень трудно скомпенсировать на ВЧ и включают 1:5 и 1:25 последовательно, получая 1:125.
Переключается делители соответственно так, чтобы коэффициенты перебирались последовательно. Ав томатически или нет- зависит от принципа управления (ручное или от процессора), и сколько тока нежалко на управление обмотками реле.
Для низкоомных цепей вопросы коррекции АЧХ стоят значительно менее остро, хотя для старых осциллографов, когда каскады усиления деладись на транзисторах с граничной частотой в 200-300 МГц, цепи коррекции ставились в каждом каскаде. Сейчас, если применять операционники с полосй в полгига и SMD элементы, на это можно необращать внимания (для осциллографа с аналоговой полосой в 100-150 МГц).
А вот для мегаомного делителя -каждый чих важен (емкость монтажа, индуктивность выводов деталей и ножек переключателей и реле, неидеальность характеристик элементов на ВЧ итд). Поэтому там стоят подстроечные конденсаторы- триммера и их надо крутить по факту сборки прибора, получая плоскую АЧХ.
Да, еще надо обратить внимание на непролаз ВЧ компоненты через разомкнутый элемент коммутации входного делителя. Именно поэтому ставят двойные реле. Ч/компенсированный делитель считается просто. Проблема сосредоточена в нахождении _ВСЕХ_ паразитных параметров топологии платы и особенно в коммутаторе звеньев. Если использовать древний галетник, паразитные емкости минимальны, но сервис отвратительный. Для реле их производитель не всегда приводит истинное значение эл.параметров, а ограничивается фразой "не менее/не более". Когда речь идет о сопротивлении утечки, типичное значение R "не менее 500Mh", хотя на самом деле измеренное на спец.стенде R=1.8Gh...2.1Gh. Кроме АЧХ, на параметры которой почему-то все обращают внимание в первую очередь, не последнее значение имеет линейность ГВЗ. Если речь идет о _действительно_ линейном и сбалансированном аналоговом тракте, то такие утечки несомненно должны быть учтены и скомпенсированы. Уважаемый khach в своем первом посте по теме выложил как раз схему, описываемую в книге выше. Очень заинтересовало. Нашел патент (US 5,121,075) на two-path аттенюатор. Так вот пояснение по работе узла несколько разнятся. В книге написано, что интегратор (там кстати почти не упоминается что это именно интегратор) на операционнике в цепи ОС является частью low-frequency path. В то же время пояснение из патента рассматривают его просто как часть ОС. Это в принципе и не важно, вот только знать бы на какую частоту расчитывать этот интегратор. И, соответственно, как выбрать номинал конденсаторов в делителе high-frequency path (?). Привожу патент. Если на аттенюатор/входной каскад поступает сигнал по амплитуде не более 5V, его расчет и реализация особых трудностей не представляют. Вопрос в том, как пропускать амплитуду в несколько десятков-сотен вольт в низкочастотыной области и порядка единиц вольт по ВЧ? Что касается сравнения герконов и обычных реле, конечно, лучше брать изделия от Teledyne http://www.teledynerelays.com/, однако и Северная Заря http://www.relays.ru/ делает приличные вещи (РЭА11/РЭА12).
Раздельный делитель для ВЧ и НЧ встречал только в осциллографах Philips/Fluke. Построенно в принципе прямо по патенту. Коммутация НЧ части-герконами. Но у них есть изюминка- на каждый делитель ВЧ стоит свой полевик. Все три полевика обьеденены через диоды в истоках. Но работает только один полевик- они полевикам питание коммутируют обычными 74HC4053.
Если найду сервисмануал в закромах- то вышлю.
ЕСть несколько особенностей. В каждом ВЧ делителе входной конденсатор обязан держать вольт 500 (DC+AC), а это недобавляет широкополосности. В входные емкости всех трех ВЧ делителей всегда подключенны, поэтому суммарная входная емкость осциллографа получается великовата- 25-30пф. Зато ВЧ реле нету. И в принципе, можно коммутироваит НЧ часть современными KMOП ортореле.
По поводу "сшивки" ВЧ и НЧ- да, в районе 1-10 кгц. И обычно регулируется триммером на плате- по факту подстраивается на максимально плоскую АЧХ без горба или впадины на килогерцах. Поэтому все-таки НЧ каскад не интегратор, а фильтр НЧ (вместо конденсатора в локальной ОС стоит RC цепь)
По поводу высоковольтных кондеров- SMD сильно плывут от напряжения, трудно найти 1206 кондеры, а другик пробьются. А у обычных есть выводы, и деградация параметров на ВЧ. Т.е до 50 МГц этим можно не заморачиваться, а вот выше...
Вообще проблем с высоким напряжением много-и триммера пробиваются (не держат выше 63 В), и резисторы делителя приходиться набирать из-2-3 включенных последовательно итд. Отсюда следует грусный вывод- прямой рассчет делителя невозможен. Просто по факту сборки для конкретной топологии крутим триммера, выводя АЧХ на проскость.
Что касается ВЧ и НЧ: НЧ фильтруем ФНЧ на операционнике (судя по схемам, особых требований не предъявляется, 1-го порядка достаточно), а ВЧ? Не происходит-ли наложения? Или это не столь важно? Вообщем, как подобрать кондеры в делителе ВЧ и как вообще производить ОРИЕНТИРОВОЧНЫЙ расчет ВЧ?
SMD плывут в плане емкости? Обычные-то применять как-то не по-нашему.
Я так полагаю, что в случае >50MHz, в любой архитектуре придется применять описанную Вами "черную магию".
Начнем с делителя. Минимальная входная емкость- емкость полевика плюс емкости реле плюс триммер в затворе полевика (для подстройки этой самой емкости)- это и есть емкость входа осциллографа. На нее компенсируем щупы. Делители выключены. Пусть это 15 пф (5-разем и реле, 10-сам буфер).
Теперь включаем один из делителей. Емкость недолжна поменяться, иначе вся компенсация пойдет коту под хвост. Если делитель 1:10, то проходная емкость будет в 10 раз меньше, чем входная емкость буфера (минус емкость разема- она осталась до делителя) (1pf). А перед делителем надо довесить емкость, равную той, что у буфера (10pf). Но найти емкость в 1 пф трудно. Поэтому довесим за делителем 50 пф плюс триммер. Проходная станет 5 пф. а перед делителем надо оставить тоже 5, чтобы в сумме осталось 10. Если емкости ( и резисторы) неидеальны на ВЧ, то довешиваем RC цепи для дополнительной коррекции выше 100 мгц.
Пикофарадные конденсаторы сильно поплывут при 300 вольтах постоянки (процентов на 5-10). Поэтому ставят перед затвором кондер в 1000 пф, чтобы он постоянку отсекал, а ВЧ конденсаторы работают без поляризации. Если же делитель общий, то там надо этот эффект учитывать.
Точка сроста ВЧ-НЧ наверно сложилась исторически- ну небыло тогда операционников с 10 мегаомным входом и выше и полосой более 100 кгц. Отсюда и единицы килогерц, иначе фазу сигнала уже начинает корячить. Кстати, вся эта конструкции при коэффициенте передачи 1 может оказаться неустойчивой, поэтому бывают буфера с К=1.5- 2.5 (больше нельзя- полоса страдать начнет). А метрологию уже потом выравнивают в следующих каскадах.
Достарыңызбен бөлісу: |
