একটি যথার্থ সংশোধন পরীক্ষা: 11 ধাপ

2024 লেখক: John Day | [email protected]. সর্বশেষ পরিবর্তিত: 2024-01-30 08:00

আমি সম্প্রতি একটি নির্ভুলতা সংশোধন সার্কিটে একটি পরীক্ষা করেছি এবং কিছু মোটামুটি সিদ্ধান্ত পেয়েছি। স্পষ্টতা সংশোধনকারী সার্কিট একটি সাধারণ সার্কিট বিবেচনা করে, এই পরীক্ষার ফলাফলগুলি কিছু রেফারেন্স তথ্য সরবরাহ করতে পারে।

পরীক্ষামূলক সার্কিট নিম্নরূপ। অপারেশনাল এম্প্লিফায়ার হল AD8048, প্রধান প্যারামিটারগুলি হল: 160MHz এর বড় সিগন্যাল ব্যান্ডউইথ, 1000V / us এর হার। ডায়োড হল একটি SD101, Schottky ডায়োড যা 1ns এর বিপরীত পুনরুদ্ধারের সময়। সমস্ত প্রতিরোধকের মান AD8048 ডেটা শীটের রেফারেন্স দ্বারা নির্ধারিত হয়।

ধাপ 1:

পরীক্ষার প্রথম ধাপ: উপরের সার্কিটে D2 সংযোগ বিচ্ছিন্ন করুন, শর্ট সার্কিট D1, এবং অপারেশনাল পরিবর্ধক নিজেই বড় সংকেত ফ্রিকোয়েন্সি প্রতিক্রিয়া সনাক্ত করুন। ইনপুট সংকেত শিখর প্রায় 1V এ রাখা হয়, ফ্রিকোয়েন্সি 1MHz থেকে 100MHz এ পরিবর্তিত হয়, ইনপুট এবং আউটপুট প্রশস্ততা একটি অসিলোস্কোপ দিয়ে পরিমাপ করা হয়, এবং ভোল্টেজ লাভ গণনা করা হয়। ফলাফলগুলো নিম্নে প্রদর্শিত হল:

1M থেকে 100M এর ফ্রিকোয়েন্সি পরিসরে, তরঙ্গরূপে কোন পর্যবেক্ষণযোগ্য উল্লেখযোগ্য বিকৃতি নেই।

লাভের পরিবর্তনগুলি নিম্নরূপ: 1M-1.02, 10M-1.02, 35M-1.06, 50M-1.06, 70M-1.04, 100M-0.79।

এটি দেখা যায় যে এই সিএমপি এর বড় সিগন্যাল ক্লোজড-লুপ 3 ডিবি কাটঅফ ফ্রিকোয়েন্সি 100 মেগাহার্টজের একটু বেশি। এই ফলাফলটি মূলত AD8048 ম্যানুয়ালে দেওয়া বড় সংকেত ফ্রিকোয়েন্সি প্রতিক্রিয়া বক্ররেখার সাথে সামঞ্জস্যপূর্ণ।

ধাপ ২:

পরীক্ষার দ্বিতীয় ধাপে, দুটি ডায়োড SD101A যুক্ত করা হয়েছিল। ইনপুট এবং আউটপুট পরিমাপ করার সময় ইনপুট সিগন্যালের প্রশস্ততা প্রায় 1V শিখরে থাকে। আউটপুট ওয়েভফর্ম পর্যবেক্ষণ করার পর, অসিলোস্কোপের পরিমাপ ফাংশনটি ইনপুট সিগন্যালের কার্যকর মান এবং আউটপুট সিগন্যালের সময়কাল গড় পরিমাপ করতে এবং তাদের অনুপাত গণনা করতে ব্যবহৃত হয়। ফলাফলগুলি নিম্নরূপ:

100kHz, 306, 673, 0.45

1MHz, 305, 686, 0.44

5MHz, 301, 679, 0.44

10MHz, 285, 682, 0.42

20MHz, 253, 694, 0.36

30MHz, 221, 692, 0.32

50MHz, 159, 690, 0.23

80MHz, 123, 702, 0.18

100MHz, 80, 710, 0.11

এটি দেখা যায় যে সার্কিট কম ফ্রিকোয়েন্সিগুলিতে ভাল সংশোধন অর্জন করতে পারে, কিন্তু ফ্রিকোয়েন্সি বাড়ার সাথে সাথে সংশোধন নির্ভুলতা ধীরে ধীরে হ্রাস পায়। যদি আউটপুট 100 কিলোহার্টজ এর উপর ভিত্তি করে হয়, আউটপুট 3 ডিবি কমিয়ে আনুমানিক 30 মেগাহার্টজ এ নেমে আসে।

AD8048 op amp এর বৃহৎ-সংকেত unityক্য লাভ ব্যান্ডউইথ 160MHz। এই সার্কিটের গোলমাল বৃদ্ধি 2, তাই বন্ধ-লুপ ব্যান্ডউইথ প্রায় 80MHz (পূর্বে বর্ণিত হয়েছে, প্রকৃত পরীক্ষামূলক ফলাফল 100MHz এর চেয়ে কিছুটা বড়)। সংশোধিত আউটপুটের গড় আউটপুট 3 ডিবি কমে যায়, যা আনুমানিক 30 মেগাহার্টজ, পরীক্ষার অধীনে সার্কিটের ক্লোজ-লুপ ব্যান্ডউইথের এক তৃতীয়াংশেরও কম। অন্য কথায়, যদি আমরা 3dB এর কম সমতলতা দিয়ে একটি নির্ভুল সংশোধনকারী সার্কিট বানাতে চাই, তাহলে সার্কিটের ক্লোজ-লুপ ব্যান্ডউইথ সংকেতের সর্বোচ্চ ফ্রিকোয়েন্সি থেকে কমপক্ষে তিনগুণ বেশি হওয়া উচিত।

নীচে পরীক্ষার তরঙ্গাকৃতি। হলুদ তরঙ্গরূপ হল ইনপুট টার্মিনাল vi এর তরঙ্গরূপ, এবং নীল তরঙ্গরূপ হল আউটপুট টার্মিনাল vo এর তরঙ্গরূপ।

ধাপ 3:

ফ্রিকোয়েন্সি বাড়ার সাথে সাথে, সংকেত সময়কাল ছোট এবং ছোট হয়ে যায়, এবং ব্যবধান ক্রমবর্ধমান অনুপাতের জন্য।

ধাপ 4:

এই সময়ে অপ amp এর আউটপুট পর্যবেক্ষণ (লক্ষ্য করুন যে এটি vo নয়) তরঙ্গাকৃতি, এটি পাওয়া যেতে পারে যে op amp এর আউটপুট তরঙ্গাকৃতিতে আউটপুট শূন্য ক্রসিংয়ের আগে এবং পরে মারাত্মক বিকৃতি রয়েছে। নীচে 1MHz এবং 10MHz এ অপ amp এর আউটপুটে তরঙ্গাকৃতি রয়েছে।

ধাপ 5:

পূর্ববর্তী তরঙ্গাকৃতিকে পুশ-পুল আউটপুট সার্কিটে ক্রসওভার বিকৃতির সাথে তুলনা করা যেতে পারে। একটি স্বজ্ঞাত ব্যাখ্যা নিচে দেওয়া হল:

যখন আউটপুট ভোল্টেজ বেশি হয়, ডায়োড পুরোপুরি চালু হয়, সেই সময়ে এটিতে যথেষ্ট পরিমাণে টিউব ভোল্টেজ ড্রপ থাকে এবং অপ amp এর আউটপুট সবসময় আউটপুট ভোল্টেজের চেয়ে এক ডায়োড বেশি থাকে। এই সময়ে, অপ amp একটি রৈখিক পরিবর্ধন অবস্থায় কাজ করে, তাই আউটপুট তরঙ্গাকৃতি একটি ভাল হেডার তরঙ্গ।

মুহূর্তে আউটপুট সিগন্যাল শূন্য অতিক্রম করে, দুটি ডায়োডের মধ্যে একটি কনডাকশন থেকে কাটঅফের দিকে যেতে শুরু করে, অন্যটি অফ থেকে অন পর্যন্ত ট্রানজিশন হয়। এই পরিবর্তনের সময়, ডায়োডের প্রতিবন্ধকতা অত্যন্ত বড় এবং এটি একটি ওপেন সার্কিট হিসাবে অনুমান করা যেতে পারে, তাই এই সময়ে অপ amp একটি রৈখিক অবস্থায় কাজ করে না, কিন্তু খোলা লুপের কাছাকাছি। ইনপুট ভোল্টেজের অধীনে, ওপ এম্প আউটপুট ভোল্টেজকে পরিবর্তন করে সর্বোচ্চ সম্ভাব্য হারে ডায়োডকে পরিবাহিত করতে। যাইহোক, অপ amp এর ধীর হার সীমিত, এবং ডায়োড চালু করার জন্য আউটপুট ভোল্টেজ বাড়ানো অসম্ভব। উপরন্তু, ডায়োডের একটি ট্রানজিশন টাইম অন থেকে অফ বা অফ থেকে অন হয়। সুতরাং আউটপুট ভোল্টেজের মধ্যে একটি ফাঁক আছে। উপরের op amp এর আউটপুটের তরঙ্গাকৃতি থেকে, দেখা যাবে আউটপুট ভোল্টেজ পরিবর্তনের প্রচেষ্টায় আউটপুট শূন্য-ক্রসিংয়ের অপারেশন কিভাবে "সংগ্রাম" করছে। পাঠ্যপুস্তক সহ কিছু উপকরণ বলছে যে অপ amp এর গভীর নেতিবাচক প্রতিক্রিয়ার কারণে ডায়োডের নন -লিনিয়ারিটি মূল 1/AF এ নেমে এসেছে। যাইহোক, প্রকৃতপক্ষে, আউটপুট সিগন্যালের শূন্য অতিক্রমের কাছাকাছি, যেহেতু op amp খোলা লুপের কাছাকাছি, op amp এর নেতিবাচক প্রতিক্রিয়ার সমস্ত সূত্র অবৈধ, এবং ডায়োডের অরৈখিকতা বিশ্লেষণ করা যাবে না নেতিবাচক প্রতিক্রিয়া নীতি।

যদি সিগন্যালের ফ্রিকোয়েন্সি আরও বাড়ানো হয়, তবে শুধু স্লুই রেটের সমস্যাই নয়, অপ অ্যাম্পের ফ্রিকোয়েন্সি রেসপন্সও অবনতি হয়, তাই আউটপুট ওয়েভফর্মটি বেশ খারাপ হয়ে যায়। নিচের চিত্রটি 50MHz এর সিগন্যাল ফ্রিকোয়েন্সিতে আউটপুট ওয়েভফর্ম দেখায়।

ধাপ 6:

পূর্ববর্তী পরীক্ষাটি op amp AD8048 এবং ডায়োড SD101 এর উপর ভিত্তি করে ছিল। তুলনার জন্য, আমি ডিভাইসটি প্রতিস্থাপন করার জন্য একটি পরীক্ষা করেছি।

ফলাফলগুলো নিম্নে প্রদর্শিত হল:

1. AD8047 দিয়ে op amp প্রতিস্থাপন করুন। OP amp এর বড় সিগন্যাল ব্যান্ডউইথ (130MHz) AD8048 (160MHz) এর থেকে কিছুটা কম, স্লুই রেটও কম (750V/us, 8048 হল 1000V/us), এবং ওপেন-লুপ লাভ প্রায় 1300, যাও 8048 এর 2400 এর চেয়ে কম।

পরীক্ষামূলক ফলাফল (ফ্রিকোয়েন্সি, আউটপুট গড়, ইনপুট আরএমএস, এবং দুটি অনুপাত) নিম্নরূপ:

1 এম, 320, 711, 0.45

10 এম, 280, 722, 0.39

20 এম, 210, 712, 0.29

30 এম, 152, 715, 0.21

এটি দেখা যায় যে এর 3dB ক্ষয়ক্ষতি 20MHz এ একটু কম। এই সার্কিটের ক্লোজড-লুপ ব্যান্ডউইথ প্রায় 65MHz, তাই 3dB এর আউটপুট গড় ড্রপ সার্কিটের ক্লোজড-লুপ ব্যান্ডউইথের এক-তৃতীয়াংশেরও কম।

2. SD101 কে 2AP9, 1N4148, ইত্যাদি দিয়ে প্রতিস্থাপন করুন, কিন্তু চূড়ান্ত ফলাফলগুলি একই রকম, কোন উল্লেখযোগ্য পার্থক্য নেই, তাই আমি এখানে তাদের পুনরাবৃত্তি করব না।

একটি সার্কিট রয়েছে যা সার্কিটে D2 খোলে যেমনটি নীচে দেখানো হয়েছে।

ধাপ 7:

দুটি ডায়োড ব্যবহার করে এটি এবং সার্কিটের মধ্যে গুরুত্বপূর্ণ পার্থক্য (এরপরে ডাবল-টিউব সার্কিট হিসাবে উল্লেখ করা হয়েছে) হল যে ডাবল-টিউব সার্কিটে, অপারেশনাল পরিবর্ধকটি কেবল সংকেতের শূন্য ক্রসিংয়ের কাছাকাছি একটি আনুমানিক ওপেন-লুপ অবস্থায় থাকে, এবং এই সার্কিট (পরবর্তীতে সিঙ্গেল-টিউব সার্কিট হিসাবে উল্লেখ করা হয়েছে) মাঝখানে অপারেশন সিগন্যাল সময়ের অর্ধেকের জন্য সম্পূর্ণরূপে খোলা লুপ অবস্থায় রয়েছে। সুতরাং এর nonlinearity স্পষ্টভাবে ডবল-টিউব সার্কিটের চেয়ে অনেক বেশি গুরুতর।

নীচে এই সার্কিটের আউটপুট তরঙ্গাকৃতি:

100kHz, একটি দ্বৈত-টিউব সার্কিটের অনুরূপ, ডায়োড চালু করার সময়ও একটি ফাঁক থাকে। মূল জায়গায় কিছু বাধা থাকা উচিত। ইনপুট সংকেত সরাসরি দুটি 200 ওহম প্রতিরোধকের মাধ্যমে প্রেরণ করা হয়। সার্কিটের সামান্য উন্নতি করে এটি এড়ানো যায়। সমস্যাগুলির সাথে এর কোন সম্পর্ক নেই যা আমরা নীচে আলোচনা করব। এটি 1MHz।

ধাপ 8:

এই তরঙ্গাকৃতি স্পষ্টভাবে দ্বৈত নল সার্কিট থেকে ভিন্ন। দ্বৈত-টিউব সার্কিট এই ফ্রিকোয়েন্সি প্রায় 40 ns একটি বিলম্ব, এবং এই একক টিউব সার্কিট বিলম্ব 80 ns, এবং সেখানে বাজছে। কারণ হল ডায়োড চালু করার আগে অপ amp সম্পূর্ণরূপে ওপেন-লুপ, এবং এর আউটপুট নেগেটিভ সাপ্লাই ভোল্টেজের কাছাকাছি, তাই এর কিছু অভ্যন্তরীণ ট্রানজিস্টর অবশ্যই গভীর স্যাচুরেশন বা ডিপ-অফ অবস্থায় থাকতে হবে। যখন ইনপুট শূন্য অতিক্রম করে, "গভীর ঘুম" অবস্থায় থাকা ট্রানজিস্টরগুলি প্রথমে "জেগে ওঠে" এবং তারপরে আউটপুট ভোল্টেজটি ডায়োডে উত্থাপিত হয়।

নিম্ন ফ্রিকোয়েন্সিগুলিতে, ইনপুট সংকেত বৃদ্ধির হার বেশি নয়, তাই এই প্রক্রিয়াগুলির প্রভাবগুলি দেখানো হয় না (যেমন 100k উপরে), এবং ফ্রিকোয়েন্সি বেশি হওয়ার পরে, ইনপুটে সংকেত হার বড়, এইভাবে ট্রানজিস্টর "জেগে ওঠা"। উত্তেজনা ভোল্টেজ বা কারেন্ট বৃদ্ধি পাবে, যার কারণে রিং হয়।

ধাপ 9:

5MHz এই ফ্রিকোয়েন্সিতে মূলত কোন সংশোধন নেই।

ধাপ 10: উপসংহার

উপরের পরীক্ষা -নিরীক্ষার উপর ভিত্তি করে, নিম্নলিখিত সিদ্ধান্তগুলি আঁকা যেতে পারে:

1. যখন ফ্রিকোয়েন্সি খুব কম থাকে, অপ ডায়াল এর নন -লিনিয়ারিটি অপ amp গভীরতার নেতিবাচক প্রতিক্রিয়া দ্বারা নির্মূল করা হয় এবং যে কোন সার্কিট একটি ভাল সংশোধন প্রভাব পেতে পারে।

2. যদি আপনি উচ্চ ফ্রিকোয়েন্সি নির্ভুলতা সংশোধন অর্জন করতে চান, একক-টিউব সার্কিট গ্রহণযোগ্য নয়।

3. এমনকি দ্বৈত-টিউব সার্কিটের সাথে, অপ amp এর স্লুই রেট এবং ব্যান্ডউইথ উচ্চতর ফ্রিকোয়েন্সিগুলিতে সংশোধন নির্ভুলতাকে গুরুতরভাবে প্রভাবিত করবে। এই পরীক্ষাটি নির্দিষ্ট অবস্থার অধীনে একটি অভিজ্ঞতাগত সম্পর্ক প্রদান করে: যদি আউটপুটটির সমতলতা 3 ডিবি হওয়া প্রয়োজন হয়, সার্কিটের ক্লোজ-লুপ ব্যান্ডউইথ (অপ amp এর GBW নয়) সর্বোচ্চ সংকেত থেকে কমপক্ষে তিনগুণ বেশি ফ্রিকোয়েন্সি যেহেতু সার্কিটের ক্লোজড-লুপ ব্যান্ডউইথ সর্বদা অপ amp এর GBW এর চেয়ে কম বা সমান, তাই উচ্চ ফ্রিকোয়েন্সি সংকেতের যথার্থ সংশোধন করার জন্য খুব বেশি GBW op amp প্রয়োজন।

এটি 3 ডিবি এর আউটপুট সমতলতার জন্য একটি প্রয়োজনীয়তা। ইনপুট সিগন্যাল ব্যান্ডে যদি উচ্চতর আউটপুট সমতলতা প্রয়োজন হয়, অপ amp এর ফ্রিকোয়েন্সি প্রতিক্রিয়া বেশি হবে।

উপরের ফলাফলগুলি শুধুমাত্র এই পরীক্ষার নির্দিষ্ট অবস্থার অধীনে প্রাপ্ত হয়েছিল, এবং অপ amp এর স্লো রেট বিবেচনা করা হয়নি, এবং স্লুই রেট স্পষ্টতই এখানে একটি খুব গুরুত্বপূর্ণ ফ্যাক্টর। অতএব, এই সম্পর্ক অন্যান্য শর্তে প্রযোজ্য কিনা, লেখক সাহস করে না বিচার করার। কিভাবে হার হার বিবেচনা করা হয় তাও পরবর্তী প্রশ্ন আলোচনা করা হবে।

যাইহোক, স্পষ্টতা সংশোধন সার্কিটে, অপ amp এর ব্যান্ডউইথ সিগন্যালের সর্বোচ্চ ফ্রিকোয়েন্সি থেকে অনেক বড় হওয়া উচিত।