Увеличение выходного импеданса биполярного источника тока на высоких частотах

Analog Devices AD8066 AD8065 AD8129 AD8130

Журнал РАДИОЛОЦМАН, январь 2018

Alex Birkett

EDN

Традиционные источники тока и преобразователи напряжение-ток, основанные на инструментальных и операционных усилителях, на низких частотах имеют высокие выходные импедансы благодаря хорошим низкочастотным коэффициентам подавления синфазного сигнала (common-mode-rejection ratio – CMRR). Однако созданию высококачественных источников тока препятствует уменьшение CMRR на более высоких частотах, обусловленное выходными емкостями и ограниченными скоростями нарастания усилителей. Выпускаемые Analog Devices 200-мегагерцовые усилители-приемники AD8129 и AD8130 имеют дифференциальные входы и отличные значения CMRR. Хотя неплохой отправной точкой может служить схема на Рисунке 1, относительно высокие входные токи AD8130 способны повлиять на точность схемы при низких уровнях выходных токов IO.

Увеличение выходного импеданса биполярного источника тока на высоких частотах
Рисунок 1. 200-мегагерцовый дифференциальный усилитель-
приемник AD8130 может служить основой
высокочастотного источника тока.

Для преодоления этого недостатка нужно изолировать токоизмерительный резистор RSENSE, добавив буфер с единичным усилением (IC2), показанный на Рисунке 2. Кроме того, для измерения напряжения нагрузки и компенсационного подавления емкости выходного кабеля можно использовать дополнительный буферный усилитель. Выходное сопротивление схемы равно примерно 500 кОм на частоте 1 МГц, а диапазон входных напряжений при напряжении источника питания ±5 В составляет ±3 В.

Увеличение выходного импеданса биполярного источника тока на высоких частотах
Рисунок 2. Добавление буферного усилителя AD8065 изолирует
токоизмерительный резистор RSENSE и уменьшает ошибки,
обусловленные входными токами микросхемы IC1.
 
Увеличение выходного импеданса биполярного источника тока на высоких частотах
Рисунок 3. В случае источника тока, имеющего выход со связью по переменному
току, следует добавить контур стабилизации постоянного напряжения
на микросхемах IC2A и IC2B.

Источники тока с емкостной развязкой нагрузки рекомендуется дополнять следящим контуром для стабилизации рабочей точки схемы (Рисунок 3). Величина емкости выходного разделительного конденсатора CO зависит от требуемой частоты спада на низких частотах. Дальнейшие усовершенствования базовой схемы позволяют компенсировать выходную емкость и увеличить выходной импеданс схемы. Небольшой подстроечный конденсатор обратной связи CCOMP, емкость которого примерно вдвое меньше выходной паразитной емкости, обеспечивает упреждающую компенсацию и дальнейшее снижение влияния паразитных емкостей выхода (Рисунок 4). Для предотвращения самовозбуждения схемы усиление драйвера кабельного экрана должно быть чуть меньше единицы. Обратите внимание, что уменьшение сопротивления выходного токоизмерительного резистора R9 до 100 Ом компенсируется входным аттенюатором, образованным резисторами R1 и R2 и поддерживающим крутизну преобразования, равной 1 мА/В. Диапазон рабочих частот преобразователя напряжение-ток составляет от 20 Гц до 10 МГц. Для получения наилучших характеристик схемы используйте методы разводки высокочастотных плат и соответствующие развязки по питанию.

Увеличение выходного импеданса биполярного источника тока на высоких частотах
Рисунок 4. Полная схема содержит подстроечный конденсатор CCOMP, компенсирующий
паразитные емкости схемы. Кроме того, не забывайте про конденсаторы
развязки питания.

Материалы по теме

  1. Datasheet Analog Devices AD8065/AD8066
  2. Datasheet Analog Devices AD8129/AD8130

Перевод: AlexAAN по заказу РадиоЛоцман

На английском языке: Bipolar current source maintains high output impedance at high frequencies

JLCPCP: 2USD 2Layer 5PCBs, 5USD 4Layer 5PCBs

AD8066 Купить ЦенаКупить AD8066 на РадиоЛоцман.Цены — от 30,43 до 938
54 предложений от 32 поставщиков
Высокопроизводительные, быстродействующие операционные усилители полев. вход, вых. размах до шин питания, 145 МГц, Uсм = 0,4 мВ, 7 нВ/VГц, Iвх =...
Триема
Россия
AD8066ARM-EBZ
Analog Devices
30 ₽
Стандарт СИЗ
Россия
AD8066ARZ-R7
Analog Devices
135 ₽
PL-1
Россия
AD8066 AR
от 205 ₽
Интерия
Россия и страны СНГ
AD8066ARZ
272 ₽
Для комментирования материалов с сайта и получения полного доступа к нашему форуму Вам необходимо зарегистрироваться.
Имя