Proč kmitá zapojení s OZ?

Zpráva

HF_Tech · #1 Příspěvek od **HF_Tech** » 03 kvě 2023, 13:08

Proč kmitá toto jednoduché zapojení s OZ?
Je to pokus řídit driver LED pásku - driver má dvě svorky na které se připojí odpor z přiloženého pytlíku podle požadované svítivosti. Pokud tam odpor není zapojen svítí to naplno. Mezi 10-1V se snižuje jas. Pod cca 0,45V to zhasne. Vevnitř je nějaký pullup odpor na vnitřní zdroj.
Zkusil jsem na arduino připojit posílení s OZ podle obrázku níže. No, na výstupu to kmitá a nedaří se mi to umravnit. Operáky jsem zkoušel různé, včetně rail-rail CMOS.
Zapojení s PNP tranzistorem a OZ prohozenými vstupy funguje. Nevyhovuje jenom nemožností stáhnout napětí k nule a tedy zhasnout.

#2 Příspěvek od **jezevec** » 03 kvě 2023, 13:25

Protože tam máš silnou kladnou zpětnou vazbu z výstupu na neinvertující vstup.

#3 Příspěvek od **ZdenekHQ** » 03 kvě 2023, 13:28

Při pohledu na to schema jsem se rozkmital i já.

HF_Tech · #4 Příspěvek od **HF_Tech** » 03 kvě 2023, 13:43

jezevec píše:Protože tam máš silnou kladnou zpětnou vazbu z výstupu na neinvertující vstup.

Snad záporná - ten tranzistor obrací polaritu. To je přesně naopak, než je obvyklý booster s komplementárními tranzistory.
Když se zapojí kondík 33N mezi výstup OZ a invetující vstup, tak už to nekmitá a zdá se že to nejak funguje.
Zajímavé je, že ve starém simulátoru to funguje a novějším to kmitá.

#5 Příspěvek od **ZdenekHQ** » 03 kvě 2023, 14:02

Tak se na to podívej z hlediska logiky - ten OZ vůbec netuší, co se mu děje na výstupu, dokud to nějak "nezjistí" přes ten tranzistor atd. Tak kmitá od dorazu k dorazu podle interní konstrukce a maximálního zisku.

Kdyby měl definovaný vlastní zisk, tak kmitat (většinou) nebude. Stejně je to celý nějak vzhůru nohama...

HF_Tech · #6 Příspěvek od **HF_Tech** » 03 kvě 2023, 14:13

No já žiju od školy v domnění, že vtip zapojení s operákem je ve smyčce zpětné vazby - operák se snaží dorovnat rozdíl napětí mezi vstupy na 0V. A čím má uvnitř smyčky zesílení větší tím mu to jde lépe. Proč by se jinak jejich výrobci snažili o co největší zesílení.

Já po tom nechci nějakou dynamiku, já jen chci mít možnost tu LEDku zhasnou. Tj. stáhnout výstup pod 0,5V bez potřeby záporného napájení.

Nebráním se i jinému jednoduchému zapojení. Našel jsem v datashhetu příklad jak předělat komparátor s OC na pomalý operační zesilovač. Akorát je tam navíc na první pohled nesmyslně zapojený kondenzátor.

#7 Příspěvek od **ok1hga** » 03 kvě 2023, 14:24

asi jsem úplně nepochopil schema . . .
kde má OZ zem (- napájení) a plus napájení ?
neměl by odpor 10k jít na plus napájení ???

. . . nešlo by to schéma nakreslit tak nějak normálně ?

#8 Příspěvek od **jezevec** » 03 kvě 2023, 14:25

Kdybys vývod toho odporu přesunul z kolektoru toho tranzistoru přímo na + pól zdroje, nekmitalo by ti to.

#9 Příspěvek od **JirkaZ** » 03 kvě 2023, 14:27

Samozřejmě že záporná zpětná vazba může být uzavřená i přes další členy (ten transistor).

Jenže pak je věc "poněkud" komplikovanější a kromě statických nelinearit (např. výstup OZ pod Ube transistoru, kdy se vazba de facto rozpojí) se do věci zapojují i parazitní kapacity, konečná rychlost přeběhu OZ a jeho frekvenčně závislý fázový posun atd.

Čili s příslušně velikými existujícími parametry zisku a fázového posuvu ve smyčce prostě splníš podmínku oscilací a rozkmitá se to.

Přídavným C mezi -in a out vytvoříš integrátor (neboli dominantní pól), čímž to celé "usadíš" a oscilace přestanou. Samozřejmě za cenu zpomalení odezvy, ale o to tady zřejmě nejde.

Jinak by na vstupu asi měl být ne ADC, ale DAC, což ovšem Arduino jaksi nemá... Osobně bych to celé řešil spíš PWM (na vstupu LED driveru mít odpor na max. jas a ten (pokud to není nějaká malá hodnota) spínat transistorem řízeným z Arduina na zem).

Asi bude vhodné malinko zakulatit hrany (vhodným C), aby to moc nevysílalo.

#10 Příspěvek od **ZdenekHQ** » 03 kvě 2023, 14:34

Schválně jsem v simulátoru našel OZ, co kmital. Stačil jeden odpor. Ale netvrdím, že je to univerzální řešení, našel bych další 3 jiný.

#11 Příspěvek od **ZdenekHQ** » 03 kvě 2023, 14:56

Mimochodem hádanka za 3 bludišťáky (já to tam schválně nechal podle původního schematu) - proč je tam limit na výstupu jen cca 6V?

Nenapovídat.

bdn · #12 Příspěvek od **bdn** » 03 kvě 2023, 20:28

V LTSpice XVII taky kmitá. Chudák výstup OZ. Saturace do 0.
edit1: přidaný obrázek po doplnění zenerky 2V7 a blokovacího kondenzátoru...

#13 Příspěvek od **ZdenekHQ** » 03 kvě 2023, 20:36

Ono to nejde pořádně nasimulovat, pokud Q1 nebude mít v emitoru odpor. To je právě "kouzlo" těch simulací...

Tam musí zůstat zdravej rozum.

HF_Tech · #14 Příspěvek od **HF_Tech** » 03 kvě 2023, 20:42

bdn: Vraž tam R2 = 100k, R4 = 33k a pak místo R6 kondík 1N.
Odpor děliče ve zpětné vazbě musí být podstatně větší než pullup na výstupu.
Docela rád bych operák živil z napájení CPU 3.3V a s rozsahem na DAC 0-2,5V.

#15 Příspěvek od **ZdenekHQ** » 03 kvě 2023, 20:46

Jasně, že ten R2/R4 musí být 10x větší...

Ale nikdy neřešte kmitání pouze kondíkem ve zpětné vazbě v těchto zapojeních, to je cesta do pekla...