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差動(分)探棒電路麵包板實驗~

2018-5-8 12:03 AM| 發佈者: wish| 查看: 2419| 評論: 0|原作者: jojoling

摘要: 本帖最後由 jojoling 於 2014-8-22 07:07 PM 編輯 大家好, 一直想搞一個差動探棒,不過正規商品的價錢是真的滿貴的,就搞了這個實驗~ 有關差動探棒的資料: http://bbs.pigoo.com/thread-51937-1-1.html 之前 ...
本帖最後由 jojoling 於 2014-8-22 07:07 PM 編輯

大家好,

一直想搞一個差動探棒,不過正規商品的價錢是真的滿貴的,就搞了這個實驗~

有關差動探棒的資料:
http://bbs.pigoo.com/thread-51937-1-1.html

之前欠的零件,也都買齊了~
不多說了,開始實........插....

首先,先放一張,"工具箱",這樣子工作才會快,不用撥線。
相片 2014-8-21 上午10 22 03.jpg


這是第一版,老樣子,一個 5V 電源,然後透過一個小小的升壓板供電~
上面那塊是簡易板信號產生器,當初是打算買個幾個有源的晶振,來測試一下改機後的示波器~
順便一提,就是示波器改機從60Mhz改到200Mhz~只是增加 2uSec/格的設定,其實在實機高頻反應時間是沒法改進的跟真正200Mhz一樣,換句話說,就是精度不會那麼好啦。真正需要200Mhz的,請直接買規格內的東西喔~
相片 2014-8-21 上午10 20 54.jpg



利用升壓板將5v升壓至15V
相片 2014-8-21 上午12 42 14.jpg

相片 2014-8-21 上午2 32 54.jpg


下面那塊麵包板是透過2顆高速的OPA加上一顆將正電壓轉成負電壓的IC~
相片 2014-8-21 上午2 16 17.jpg

LT1054(Operating Range:3.5V to 15V),~將+15V 轉換到負壓去,不過會掉一些(Low Loss: 1.1V at 100mA)~
相片 2014-8-21 上午2 16 53.jpg
相片 2014-8-21 上午2 35 42.jpg

LM7171~主角,支援 200Mhz /+15V/-15V 的OPA~
第一級,將外部信號差動衰減成 1/00,意思是說,理想上,這裏最大可以接受 1500v 的輸入,這個電路還不會爆炸。
第二級是用 LM7171組成一個10倍放大的單端輸入正向放大器~所以整個系統就是  1/00 * 10 = 1/10 的輸入~
相片 2014-8-21 上午2 17 05.jpg


所有的電路完成,一定先做直流分析,所有的工作準位檢查~
目前麵包板只有上一些電源濾波電容,未來銲在板上時才會準備調這些高頻有關的東西~這是一門很深的功課~我們就照電路原設計來調整容值及可。

剛好把簡易電表效器拿來先效正一下~
http://bbs.pigoo.com/thread-51756-1-1.html
這才發現我的電表 CHY 38 這麼多年了,竟然還這麼準,3個效正電壓全過~誤差很小很小,還不錯。


輸入端接 15V 以及 GND來做電路工作檢測。
相片 2014-8-21 上午2 32 54.jpg

第一級 1/00衰減後的 OPA 輸出為 0.13V
相片 2014-8-21 上午2 33 27.jpg

第二級 10倍放大的 OPA 輸出為 1.49V
相片 2014-8-21 上午2 35 04.jpg

所以目前可以證明此電路工作正常喔~可以往下一步輸入信號源來觀察了。

這裏碰到一些問題,因為我是拿了很多信號量測,但都有點小狀況:
1.示波器的 1Khz 5V 輸出,但應該是輸出失真滿大的~
2.那些有源振盪,在不同的頻率所對印出來的輸出,也是失真滿大~

5v掉滿多的,有時還會掉到3.X~
相片 2014-8-21 上午12 45 07.jpg

晶振電路的電流好像過大
相片 2014-8-21 上午12 45 19.jpg
此時還發生 5V掉滿多的,後來發現是 4Mhz 晶振異常的燙,移除電壓就恢復正常。



我還以為我的5V電源有狀況,拆了它換下電容量測,換好後,又重新把舊電容裝回去了~
感謝 fatzeros的電容包,我放了3個月了說要換我的舊主機板電容,一直沒動,結果都還沒還他,竟然換到這台上又拆下來。
相片 2014-8-21 上午12 46 26.jpg


最後決定用 NE555 來做一個升壓電路當輸入測試信號好了
底下為初板,只做到 4倍壓就不想試了,因為輸出有二極體的多次壓降,想弄個50倍不知要花多少零件~
相片 2014-8-21 上午10 21 15.jpg

底下為第二板本,加個小音源變壓器(OPT輸出變壓器 600:8)反接,硬是把電壓拉升至約270V(Vp-p)~
此處選 Vcc = 5V 做為工作電源輸入,是為了儀器安全,沒有去選擇15V為電源輸入,以免過高的電壓,打壞儀器~
相片 2014-8-22 上午2 20 27.jpg

底下為測試數據的最後平台
相片 2014-8-22 上午2 20 08.jpg


底下這些波形,先做一些說明:
channel 1 , 波形為黃色,是主要的觀察重點。
channel 2,波形為藍色,是此差動電路的輸入波形,用於做比對觀察之用。
波形重疊,用以觀察失真的部位~

輸入波形為 NE555倍壓電路的變壓器輸出:
圖一,黃色波形為第一組 OPA 輸出 (1/00),示波器設定為 500mV與 50v設定,觀察後,會發現此 OPA 工作的不錯。
2014-08-22_022158.png

圖二,黃色波形為整二組OPA 輸出 (1/10),示波器設定為 5V 與 50V 設定,此處會發現高頻失真,波形下面的高頻信號不見了,及上半部的斜率改變。
2014-08-22_022308.png

改變輸入波形為NE555的第3腳信號:
圖三,展開2個信號,會發現原 3腳就會到突突的信號產生(右下藍色方波邊緣)~
2014-08-22_022652.png

圖四,與圖一同樣的動作,但只顯示原始輸入波形。
2014-08-22_022915.png

圖五,與圖一同樣的動作,但只顯示第一級 OPA 輸出來觀察。
2014-08-22_022936.png

圖六,與圖一同樣的動作,觀察輸出的失真變化~
2014-08-22_023005.png

圖七,與圖二同樣的動作~觀察輸出的失真變化~
2014-08-22_023129.png


結論:
利用2級 OPA 來做這個,好像在第2級時失真會比較麻煩處理。
打算利用 SST441 ( dual JFET ) 再加上 一級 OPA 來試看看~

目前整個電路,精度與準確定還沒下來考慮~那個會列到比較後面去~
如:
+V 與 -V 的穩定跟精確

謝謝觀賞~

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