Grundlegende Frequenzsteuerschaltung

Wenn R4 entfernt ist, gibt es keinen DC-Rückkopplungspfad vom Ausgang des Operationsverstärkers zum Eingang. Wenn also der bKnoten von der Masse wegdriftet, kann der Operationsverstärker nichts tun, um ihn zurück in Richtung Masse zu treiben (was er versuchen wird, um die beiden Eingänge gleich zu halten). Wenn ber hoch driftet, neigt der Ausgang dazu, negativ zu glänzen, und wenn er bniedrig driftet, tendiert der Ausgang dazu, positiv zu glänzen, je nach Open-Loop-Verstärkung des Operationsverstärkers.

Wenn R4 vorhanden ist, haben Sie einen DC-Rückkopplungspfad. Wenn ber hoch driftet, kann der Ausgang des Operationsverstärkers ein wenig niedrig werden und ihn zurück auf Masse ziehen. Wenn ber nach unten driftet, kann der Ausgang des Operationsverstärkers ein wenig hoch werden und ihn zurück auf Masse ziehen.

Um es jargonistischer auszudrücken: Wenn R4 entfernt ist, ist der Gleichstromkreis ein Open-Loop-Verstärker. Wenn R4 vorhanden ist, ist der DC-Kreis ein Spannungsfolger.

Ohne R4 haben Sie keine DC-Rückkopplung, da der einzige negative Rückkopplungspfad durch einen Kondensator führt. Ohne DC-Rückkopplung haben Sie keinen stabilen DC-Arbeitspunkt.

Wenn R4 einen niedrigen Widerstand hat (sagen wir, um der Argumentation willen, Null). In diesem Fall geht die gesamte negative Rückkopplung durch R4 (Pfad des geringsten Widerstands) und der R2/C2-Zweig der Schaltung tut nichts.

Intuitiv erscheint die Wahl von 4,7 Megaohm für diesen Widerstand jedoch ziemlich hoch. Damit dies gut funktioniert, benötigen Sie einen Operationsverstärker mit einer sehr hohen Eingangsimpedanz (z. B. JFET-Eingang).

Die Idee in dieser Schaltung ist, dass R4 die DC-Ausgangsspannung vom Ausgang des Operationsverstärkers zum nicht invertierenden Eingang überträgt und die Impedanz an diesem Eingang so hoch ist, dass er nahezu keinen Strom zieht, was einen so hochohmigen Widerstand ermöglicht benutzt werden.

Auch ohne Berechnungen würde ein viel niedrigerer Widerstand für R4 dort noch funktionieren.

Ich stimme dem zu, was die anderen darüber gesagt haben, was R4 in der Schaltung tut. Ich würde es jedoch nur über C2 legen, nicht dort, wo es jetzt ist. Auf diese Weise ändert sich die Rolloff-Frequenz des Hochpassfilters nicht mit anderen Parametern im System. Wenn Sie beispielsweise möchten, dass der Hochpass-Rolloff 20 Hz beträgt, dann wäre ein Widerstand direkt über C2 8,0 kΩ, also wären 10-15 kΩ gut, wenn es sich um Audio handelt.

Ein zu niedriger Rolloff des Hochpassfilters verursacht lange Starttransienten und Störungen. Sie möchten Frequenzen unterhalb dessen blockieren, was Ihnen wichtig ist, aber Sie möchten auch nicht, dass die Zeitkonstante zum Erreichen des stationären Betriebs zu lang ist. 1 µF und 4,7 MΩ ist eine Zeitkonstante von 4,7 Sekunden, und es könnte mehrere Zeitkonstanten dauern, bis sich das System auf einen stationären Betrieb einpendelt. Das ist definitiv inakzeptabel, wenn es sich um ein gewöhnliches Audiogerät handelt.

Ihr Operationsverstärker hat eine DC-Verstärkung von > 100 dB und Ihr Design wird jedes Mal in die Versorgungsschienen integriert, da Sie fast einen "Integrator" entworfen haben.

hinzugefügtAus Ihrer Aufsicht ist eine interessante Idee entstanden. Wenn die Kondensatoren C1 und C2 aus der gleichen Charge stammen und aufeinander abgestimmt sind, haben sie möglicherweise die gleiche Leckage und daher ist Ihre DC-Ausgangsverstärkung eins, aber mit einer wirklich großen RC-Zeitkonstante, abhängig von den Leckwerten. Wenn man diese schräge Anwendung perfektionieren möchte, sollte man die Polyurethan-Kunststoffkappen von Panasonic in Betracht ziehen. Jetzt führt jede Änderung der Leckage von C2 zu einer Verstärkungsänderung, wahrscheinlich in Größenordnungen, so dass es tatsächlich zu einem äußerst empfindlichen uA-Messgerät oder Leckagemessgerät geworden ist, das alle möglichen Anwendungen wie Rauchmelder hat. Durch die Verwendung von C1 selbst als Instrumentensonde und Ihres Testers mit C2 als angepasstem Benchmark für Leckage haben Sie jetzt eine sehr empfindliche leckagegesteuerte DC-Verstärkung zum Messen von Änderungen der Leckage. Sie müssten die Ladung regelmäßig auf C2 ablegen, um den Integrator auf Null zu setzen. Sie könnten einen Leckagedetektor für die Messung der Bodenfeuchte oder Flüssigkeitsverunreinigungen als nützlich erachten. Natürlich gibt es andere Möglichkeiten, dies zu instrumentieren, aber diese Methode wird Werte auf C1 abgleichen, C2 hat eine interessante Einheitsverstärkungsbedingung für DC. Ein Offset-Einstellpotentiometer wäre über die +/- Eingänge zu Vdd nützlich. Sie könnten dies als Alternative für diese teuren medizinischen Geräte in Betracht ziehen, die das Austreten von Plasma mit einem OmegaMeter oder das Austreten von destilliertem Wasser aufgrund von Kontamination messen, oder das Austreten von frischen Lösungsmitteln nach dem letzten Spülen betrachten, um zu überprüfen, ob keine Kontamination durch Luft- und Raumfahrt ausgesetztes Material darin vorhanden ist ein Reinraum. In jedem Fall, Sie haben den enormen DC-Gewinn jetzt zunichte gemacht, indem Sie die Komponentenwerte mit extrem verlustarmen Polyurethankappen oder noch besser Teflonkappen angepasst haben, aber es empfindlich für Leckageänderungen gemacht haben, wenn Sie ein Teil C1 den Testbedingungen aussetzen. Bei Verwendung als GO/NoGo-Tester kann eine kleine DC-Spannung, z. B. 1,5 V, verwendet werden, um einen Leckage-No-Go-Test relativ zu einem festen Widerstand über C2 wie 100 MΩ oder 1000 MΩ zu erzwingen. Wenn der Ausgang in die entgegengesetzte Richtung gesättigt ist (vorgespannt durch externe Batteriequelle), kann man sagen, dass der neue Leckstrom über die C2-Sonde die definierten Referenz-Rf-Testkriterien erfüllt oder nicht. auch bekannt als Wheatstone-Brücke mit einer Verstärkung von 10 Milliarden oder mehr Komparator zum Referenzwiderstand Rf. Sie möchten auch Gleichtaktrauschen nullen, damit der Ausgang des Operationsverstärkers als Abschirmung oder verdrilltes Paar verwendet werden kann.

Natürlich könnte das bevorzugte Design mit Bypass-Rückkopplungswiderstand auch über C2 funktionieren, es wird nur zu einem HPF-Pol, der auch vom Gain-Control-Pot beeinflusst wird, nicht empfohlen.