Мостовой усилитель с токовой ОС

[Ifkey]

Да действительно первый вариант заработал(просимулировался) нормально. Верхняя осциллограмма - это вход, вторая - выход А1.

Вот и хорошо. Импульсы по спадам импульсов возникают из-за запаздывания обратной связи с А2.

Что касается чисто ключевого усилителя, то я не совсем уверен. Ведь при приближении к "нулевой" позиции гальванометра ток с катушек должен сниматься, а при перескоке через эту позицию магнитное поле должно возвращать ротор в эту самую позицию.

В ключевом режиме цепь гальванометра будет отключаться при нулевом сигнале на входе. В этот момент ток, накопленный в индуктивности гальванометра, будет протекать в прежнем направлении, замыкаясь через защитный диод на работавшее перед этим плечо питания. Этот "сброс" накопленного тока произойдет практически за время, равное пост. времени гальванометра. После этого обесточенный гальванометр замрет в требуемом положении.

В прикрепленном файле я попробовал разобраться с работой усилителя в ключевом режиме для Вашего случая. Завтра (сегодня уже ) нарисую схему усилителя на транзисторах, которую можно будет собрать "на соплях" и попробовать в натуре.

Пока скажу только, что усилитель с токовым выходом работает в режиме насышения (в ключевом) на фронте импульса до достижения заданного тока в обмотке, а после этого усилитель исполняет роль балластного резистора, ограничивающего ток в обмотке. Для того, чтобы усилитель работал как источник тока в течение прохождения фронта питать его потребуется от источника с бесконечно большим напряжением, ведь индуктивность в момент подачи скачка напряжения представляет собой обрыв (бесконечно большое сопротивление).

Прикрепленный файл: 2091009.rar

[Ifkey]

С природой выбросов по спаду импульсов я, похоже, соврал . Скорее всего они возникают из-за протекания тока, остающегося в индуктивности после обнуления входного сигнала. При этом работает положительная обратная связь по току - через датчик тока Ro протекает этот "запоздавший" ток и напряжение с Ro через цепочку R4-R3 подается на неинвертирующий вход А1. Это легко проверить на симуляторе, отключив R5-R6-A2 и посадив на общий провод правый вывод Zп (т.е. перейти на полумост).

Привожу обещанную схему ключевого варианта усилителя, расчитанного на параметры имеющегося гальванометра. Напряжение питания придется изменить, чтобы не поджечь гальванометр. Радиаторов для выходных транзисторов не потребуется - на них будет рассеиваться мощность порядка 0,5 Вт. Ради простоты схемы я не ввел защиту от сквозных токов, поэтому не стоит менять полярность импульсов входного сигнала без остановки в нуле (такой режим Вам, кажется, и не требуется). Коэффициент усиления тока базы VT3 и VT4 не менее 20 при токе 2А, а VT1 и VT2 - не менее 50 при 100 мА.

-- Прилагается рисунок: --

-- Прилагается рисунок: --

[tauP10]

Проверил в симуляторе обе схемы , приведенные на предыдущей странице от Ifkey.

Вторая 1:1 это вариант который предлагался , а первая - модификация. Работают одинаково!
Только в первом RC цепочка местной ООС для оптимизации переходной характеристики понадобилась чуть другая (470pF 56кОм) , но выброс и время установления - такие же при этом.

ОБЕ схемы , как и мой предложенный вариант , очень чувствительны к номиналам R1,R2,R3,R4 .
Изменение одного из них всего лишь на 1 % в 2-3 раза увеличивает выброс тока на переходной характеристике и появляется затухающий вид колебаний.
Изменение на 2% любого резистора в одну сторону затягивает переходную характеристику в 2 раза , а в другую сторону - возникает возбуждение схемы.
Имхо с мостом иначе и быть не может, теперь я убедился.

[uk8amk]

Спасибо за схемы. Мне больше нравится вариант с линейным усилителем, поэтому сначала попробую его. Ключевой оставим на потом.

Возникла проблема, не имеющая прямого отношения к мостовому усилителю, но имеющая отношение ко всей установке.
В сервоусилителе я хочу также добавить цифровое управление параметрами автоматически с компа - там нужно менять коэффицент усиления некоторых каскадов.. Т.к. там много подстроечников, которые нужно настраивать на соответствующую скорость и углы сканирования и каждый раз крутить их отверткой не совсем удобно.
Требования к такому электронному регулятору:
-работа(т.е. пропускание) на постоянном токе
-диапазон входных-выходных напряжений -15+15 вольт(или около того) - т.к. работает с ОУ
-характеристика похожая на линейную, т.е. без особо крутых заворотов.

У меня были следующие идеи:
1.тупо заменить подстроечники на цифровые потенциометры. Самый простой вариант, но учитывая что на каждой плате(их всего 2) по 5 подстроечников, вариант далеко не самый дешевый
2.применить ОУ в цепи обратной связи которого стоит резисторная оптопара. Микроконтроллер(там какая-нибудь АТМега) ШИМом управляет яркостью свечения диода пары и коэф-м передачи каскада.
3.использовать какую-нибудь микросхему электронного регулятора громкости. Смотрел в сторону 174УН10, но так и не понял, сможет ли она пропускать постоянку и как поведет себя при таком размахе напряжений.
4.кто-то мне давно говорил что полевой транзистор может работать в режиме управляемого сопротивления. Я быстренько накидал схемку в симуляторе. Но она себя ведет как-то странно: напряжение относительно нуля ограниивается несимметрично...
Может существуют еще каке-нибудь "электронные" резисторы и что я делаю не так?

Прошу помощи в решении этого вопроса.

-- Прилагается рисунок: --

[uk8amk]

А это сама схема

-- Прилагается рисунок: --

[tauP10]

Предлагаю рассмотреть вариант с использованием резистивного ЦАП К572ПА1.

Почитайте например тут
http://www.radiomaster.ru/stati/radio/su_1.php

а транзистор полевой более менее будет нормально работать только при малых амплитудах напряжения сток-исток до 50...100 мВ

[uk8amk]

Да я рассматривал использование 572ПА1 и подачу сигнала на вход опоры. Только думал что есть более простые схемы. За ссылку спасибо, буду изучать.

[vly67]

Попробуйте готовые микросхемы аналоговых перемножителей. 2 аналоговых входа, один выход, никакого цифрового управления.

[Ifkey]

Проверил в симуляторе обе схемы , приведенные на предыдущей странице от Ifkey.

Вторая 1:1 это вариант который предлагался , а первая - модификация. Работают одинаково!
Только в первом RC цепочка местной ООС для оптимизации переходной характеристики понадобилась чуть другая (470pF 56кОм) , но выброс и время установления - такие же при этом.

Оба варианта используют одну и ту же широко известную схему "вычитателя" напряжений (сустрактор). В схеме стабилизатора тока разность напряжений с датчика тока (Ro) подается в виде ООС на вход этого же усилителя, сравниваясь с задающим входным напряжением. Здесь неважно, в какой части выходной цепи стоит датчик тока, важна лишь полярность подключения цепей ОС (если правые выводы R2 и R4 поменять местами, то получится триггер).

ОБЕ схемы , как и мой предложенный вариант , очень чувствительны к номиналам R1,R2,R3,R4 .
Изменение одного из них всего лишь на 1 % в 2-3 раза увеличивает выброс тока на переходной характеристике и появляется затухающий вид колебаний.
Изменение на 2% любого резистора в одну сторону затягивает переходную характеристику в 2 раза , а в другую сторону - возникает возбуждение схемы.

Вы слишком сильно меняете номиналы резисторов . Для этой схемы важно выдержать лишь отношение R2/R1=R3/R4, т.е. подогнать один делитель к другому. Включив нуль-индикатор между средними точками этих цепочек и подгоняя одно из плеч одного из делителей это условие можно выполнить с весьма большой точностью (во всяком случае, не хуже 0,1%).

Имхо с мостом иначе и быть не может, теперь я убедился.

Левая часть схемы преобразователя напряжения в ток и без моста весьма капризна - в ней, ведь, "борются" почти "на равных" ООС с ПОС .

[tauP10]

Левая часть схемы преобразователя напряжения в ток и без моста весьма капризна - в ней, ведь, "борются" почти "на равных" ООС с ПОС .

Не так, посмотрите внимательно, без моста сигнал ПОС не возникает ибо заземлен. Если конечно брать сигнал из правильного места - после нагрузки.