Jump to content

Защита входа ОУ от перенапряжения

Климентий

By Климентий
in Help for beginners

 Share

Recommended Posts

Климентий Local

Климентий

Posted
Posted

Думаю тема будет полезна для общего развития...

В процессе изготовления активной приставки на ОУ для компьютерного измерительного комплекса, столкнулся с необходимостью защиты входа ОУ от перенапряжения ⚡ при проведении измерений в анодных цепях... И казалось бы есть решение с встречно-параллельных включением диодов на входе ОУ ... А не так все просто оказалось... 🤷 диоды упорно вносят искажения в форму измеряемого сигнала... Для примитивных вольтметров да, такое решение применимо, но для измерения аудиосигналов вносимые искажения недопустимы...

Собственно и вопрос... Кто-то имел опыт в реализации схем защиты ОУ с минимальными искажениями входного сигнала...

 

Screenshot_20250923-115237.jpg

Screenshot_20250923-115305.jpg

Screenshot_20250923-115319.jpg

Screenshot_20250923-115336.jpg

Screenshot_20250923-115350.jpg

  • Like (+1) 2
Russ3000 Local

Russ3000

Posted
Posted

Столкнулся с подобной проблемой при изготовлении активного балансного щупа к осциллоскопу, на входе микросхема AD8421, которую пришлось защитить по входу супрессорами с низкой собственной емкостью, это наиболее простое решение.

BAA Master

BAA

Posted
Posted

Если инвертирующее включение - два встречно-параллельных Шоттки от HP, емкость доли пикофарад. А что побольше надо типа стабилитрона с парой диодов. Пара 1N4148 КД510/522, но емкость будет несколько пикофарад.
Если известна величина перенапряжения, например 20 В при 15 питания, то есть последовательные полевые же протекторы от AD, всё, что выше питающего отключают. Примерно по указанной схеме.
Ставить что-то с емкостью как у полевика с обеднением (LND150) на вход ОУ не стоит (зависит, конечно, от включения).
И не забываем о балласте, о том, на чем будет выделяться ваше перенапряжение (например прследовтельном резисторе).
713.thumb.jpg.5fc504e9e142116b97957054179d1efe.jpg

  • Like (+1) 1
BAA Master

BAA

Posted
Posted

Поехали: (из печального, но не всегда, опыта)
сделать просто делитель, даже для звуковых частот, скорее всего не выйдет.
Надо параллельно каждому резистору ставить добрую емкость (NP0) обратно пропорционально сопротивлению, что может таки испортить коэффициенты деления.
В нижнем плече - то же самое.
10 пФ и 2 МОм дает постояную времени 20 мкс <=> 8 кГц :-(
Располагать резисторы внутри, как минимум, электростатического экрана, достаточного большого размера. Для получения фиксированной и воспроизводимой емкости на землю.
От неё зависит емкость вышеуказанных конденсаторов.
Относительно схемы с диодами: посмотрите на схему их даташита ONSEMI. Прикол в том, что диоды заперты, пока напряжение на R14 не превышает напряжения на диоде+стабилитроне. Делаем из диодов мост с плавающим стабилитроном в диагонали "выпрямленного", а диагональ "переменного" стоит параллельно R14. Можно сделать растяжку из 2-х стабилитронов (плюс и минус) и двух диодов со средней точкой. Можно поставить конденсатор параллельно стабилитрону. 

 

  • Like (+1) 1
Russ3000 Local

Russ3000

Posted
Posted
7 часов назад, Климентий сказал:

А на какое напряжение были у вас супрессоры? Низковольтные ?

Там же ссылка на них, 82356120100. Вюртовские на 12В.

Климентий Local

Климентий

Posted
  • Author
Posted
6 часов назад, Russ3000 сказал:

Там же ссылка на них, 82356120100. Вюртовские на 12В.

12в на вход звуковой карты ПК допустимо разве подать? Мне кажется это не безопасно для карты...

BAA Master

BAA

Posted
Posted
8 hours ago, Russ3000 said:

Там же ссылка на них, 82356120100. Вюртовские на 12В.

Не хочу расстраивать, но это таки варистор из оксида цинка. С кубической зависимостью тока от напряжения. Не цепочка диодов, но все-таки.
To Климентий
замените в вашу схеме с диодами по одному диоду на маломощный стабилитрон (не стабистор - это тот же диод), в полярности противоположной диоду. Можно ставить шунтовые опоры, например LM4041.
В общем смысле, если у вас усилитель с полевиками на входе, ему ничего не повредит в пределах питающего и будет достаточно резистора последовательно со входом плюс диодов на питание. А вот для карты придется ставить R_R повторитель с однополярным питанием 5В, или таки мост со "стабилитроном" в диагонали.
Вот например та самая схема, почти "оригинал". И вот фронт-енд оно же входной усидитель внешней ЗК - вряд ли вы что-то сожжете, если поставите последовательно с вашим выходом хотя-бы килоом.
714.thumb.jpg.918a0a478c51d7a9aadd0bd2deaec2c0.jpg715.thumb.jpg.9668279a832d0f74e0871c254723b12f.jpg 

Russ3000 Local

Russ3000

Posted
Posted
6 часов назад, BAA сказал:

Не хочу расстраивать, но это таки варистор из оксида цинка. С кубической зависимостью тока от напряжения. Не цепочка диодов, но все-таки.

Да и ладно, я таки их поставил больше для самоуспокоения, там микрохема защищена прилично, если верить ее описанию.

  • 5 months later...
Sagittarius Collaborator

Sagittarius

Posted
Posted
On 9/23/2025 at 10:01 AM, Russ3000 said:

пришлось защитить по входу супрессорами с низкой собственной емкостью

...и низкой социальной ответственностью. Сапрессор - тот же стабилитрон, и утечки у них, как у стабилитронов - мама, не горюй. 

Тогда, как:

1.JPG.60efb234a64311c6cd6dee5adfe7f317.JPG

На выходе ОУ напряжение не превышает 12 В, кроме рельс-ту-рельсовых вариантов. Значит, на при подаче 20 В входного напряжения на входе ОУ напряжение не превысит: 13...14 В выходного + 0,6 В на диоде = 13,6...14,6 В:

2.thumb.JPG.5ffc96815fdd8496374119a794a9b372.JPG

где: 

белый - входное 20 В,

жёлтый - выход ОУ, клип на 13,45 В,

зелёным дано напряжение на входе - 14,18 В. 

Так как разница напряжений меж входом и выходом практически отсутствует, ток по ёмкости и паразитным проводимостям диодов не проходит. 

 

Сергей Б Local

Сергей Б

Posted
Posted

Я дважды жёг свой лекрой, пытался защитить вход, но всё с какими то последствиями, описанными выше. В итоге поставил на вход 6С31Б, анодное 15 вольт, выход с катода, и всё заработало, хоть киловольт подавай. Правда это было 15 лет тому как. Деталей не вспомню.

Андрей63 Local

Андрей63

Posted
Posted

Не зря на входе осциллографа С1-35 и С1-49 на входах лампа повторителем стоит, а дальше транзисторные каскады, УПТ однако.

Russ3000 Local

Russ3000

Posted
Posted
4 часа назад, Sagittarius сказал:

..и низкой социальной ответственностью. Сапрессор - тот же стабилитрон, и утечки у них, как у стабилитронов - мама, не горюй. 

1мкА утечка при рабочих 12В и 10 пФ емкость. Посмотрел, подешевели они сильно.

BAA Master

BAA

Posted
Posted

Для ограничения давно есть спец устройства, от отключателей (AD), транзистор запирается, до Зенеров внутри моста из Шоттки. Последние с малой емкостью и пока закрыты емкость "не видна". 

12 hours ago, Sagittarius said:

ток по ёмкости и паразитным проводимостям диодов не проходит. 

Если не считать входную емкость полевиков, как положено, нелинейную. Хотя диоды, с емкостью на порядок меньше,  есть.

Sagittarius Collaborator

Sagittarius

Posted
Posted
3 hours ago, BAA said:

Если не считать входную емкость полевиков

Которая задана в ОУ инженерами на заводе и о которой никто ничего не говорил. 

3 hours ago, BAA said:

как положено, нелинейную

А вот с этим можно уверенно спорить. Добавляем следящую ОС по питанию ОУ (или той его половины, куда смотрят стоки применённых на входе ПТ - полуслежение), пропадает как входная ёмкость полевиков, так и её нелинейность. 

Join the conversation

You can post now and register later. If you have an account, sign in now to post with your account.
Note: Your post will require moderator approval before it will be visible.

Guest
Reply to this topic...

×   Pasted as rich text.   Paste as plain text instead

  Only 75 emoji are allowed.

×   Your link has been automatically embedded.   Display as a link instead

×   Your previous content has been restored.   Clear editor

×   You cannot paste images directly. Upload or insert images from URL.

×
 Share
Go to topic listing

  • Recently Browsing   0 members

    • No registered users viewing this page.

  • Who's Online (See full list)

    • There are no registered users currently online

  • Клубы

  • Сообщения

    • Magnetron
      PP усилитель на ГУ-46 мощностью 1200+ Вт

      By Magnetron · Posted

      Вдогонку: вес блока примерно 55 кг. ВВ источник, полагаю будет весить соизмеримо, драйверный блок скорее всего не превысит 25 кг. Ламповый киловатт мощи в 135кг))) В то время как однотактники абсурдно малой мощности тяжелее))) 
    • Сергей А
      Усиление - это линейность.

      By Сергей А · Posted

      Интересное сравнение. Чтобы сравнивать что-либо нужно обеспечить равные условия.  Давайте в первом примере указанную цепь ОС все таки замкнем правильно , на эмиттер транзистора. И соответственно получим какое-то напряжение сигнала на коллекторе.  Затем во втором примере обеспечим на базе необходимое напряжение для такого же коллекторного как в первом случае. Но! Делитель от первоначального ( в первом примере) сделаем на резисторах ( реальных , малошумящих) .  Тогда мы сможем равнозначно ( почти) сравнивать достигнутое. 
    • VladimirZh
      Усилитель на 6п6с+6н9с+ выходные Днипро 14а

      By VladimirZh · Posted

      Имеются выходные трансформаторы от Днипро 14а, хотел бы собрать двухтакт из имеющихся ламп 6п6с + 6н9с, нужна схема 
    • Magnetron
      PP усилитель на ГУ-46 мощностью 1200+ Вт

      By Magnetron · Posted

      Для концертного двухтактника киловатта на 3-4 самое то)))) Выходной каскад усилителя приобрел свой окончательный облик. Переместил его в квартиру чтобы заняться сборкой блока высоковольтного источника питания.   
    • Sagittarius
      Усиление - это линейность.

      By Sagittarius · Posted

      Усиление есть линейность. Вот каскад с общим эмиттером. Ты видел такие тыщу раз. Но никогда не задумывался, от чего зависит его линейность. Давай, подумаем вместе.   Хоба. Вот два каскада. Два идентичных элемента усилителя. Каждый нагружен на генератор тока, не пропускающий переменную составляющую, с бесконечным сопротивлением переменному току. Вот только один из них подгружен цепью ООС от суховского винил-корректора: По условию ТЗ, выходное напряжение каскадов идентично.   Это и понятно: независимо от схемотехники корректоров, их выходное напряжение задано существующими стандартами. Нам надо всего лишь сравнить, какой каскад линейнее, и понять, почему.   Первый каскад, искажений в звуковом диапазоне порядка процента   Второй каскад: 0,003%. Отчего такая разница?   А вот от чего: для получения одного и того же выходного напряжения входное напряжение первого каскада равно два раза по 0,5 мВ, ибо генераторов два, 19 и 20к: А второго в 153 раза меньше. Или на 43 дБ. Почти на столько же децибел второй каскад и линейнее первого. А ведь никакой ООС ещё нигде нет. Второй каскад исходно линейнее до введения ООС. И какой отсюда следовает вывод? Для получения каскада с высокой исходной линейностью необходимо повысить его усиление. Нехудо бы вспомнить, как оно вычисляется: Ку = Rн / rэ Отношению сопротивления или, лучше, импеданса нагрузки к сопротивлению эмиттера, где rэ = 25 мВ / Iэ, мА. Не догадался ли кто до этого повышения линейности каскада раньше нас? Ответов всего два: 1. Да, догадался. 2. Нет, догадался. Рассмотрим схему ОУ, профессионального усилителя. В зоне 1 дифкаскад Т1Т2 нагружен на высокое выходное сопротивление зеркала Т3Т4 и включенное параллельно ему высокое входное сопротивление повторителя Т5. В зоне 2 каскад с ОЭ Т6 нагружен ровно так же: на генератор тока I2 (в реале - транзистор с высоким выходным сопротивлением) и включенное параллельно ему высокое входное сопротивление ВК Т7Т8. Оказывается, весь мира знает, что нельзя нагружать каскад с высоким выходным сопротивлением на низкоимпедансные цепи ООС, как это сделали кенвуды, соблазнив неопытного наивного чукотского инженера:   *инженер - допустимый в приличном обществе эвфемизм, обозначающий умственно недееспособного гражданина. Если два инженера собирают усилитель вместе - жди беды и сборища фатальных ошибок в схеме. Усиление = линейность-2.zip
    • Sagittarius
      Усиление - это линейность.

      By Sagittarius · Posted

      Непонятно, как у вас сложилось впечатление, что мы вам в щёлочку будем показывать именно блуд. Наверное, мы дали вам повод так думать. Выложите пруф на пост, где вам показывали этот самый блуд. 
    • Sagittarius
      Усиление - это линейность.

      By Sagittarius · Posted

      Вам нужен диплом препода, или знания?  Вот незадача, я подумал, что - диплом. 
    • Sagittarius
      Усиление - это линейность.

      By Sagittarius · Posted

      У нас есть разные структуры. Но так как вас пугают RC-цепи, боюсь, они вам тоже не подойдут. 
    • Sagittarius
      Усиление - это линейность.

      By Sagittarius · Posted

      Какие вы знаете проблемы субъективного восприятия сверхлинейных усилителей? Перечислите усилители и их проблемы, плиз. Благодарю вас за внимание к проблемам чужих усилителей.    1. Нам удалось выявить источник искажений, которые становятся заметны при уровне тысячной доли процента и даже ниже. Эти искажения возникают, когда нелинейные участки характеристики усилителя изменяют свое местоположение в зависимости от усиливаемого сигнала. Если можно применять слово "бред", то это именно он.  1. Нет никаких "бродячих" нелинейных участков характеристик. Да и чего - характеристик? Есть много нелинейных характеристик: коллекторные, база-эмиттерные, какие именно имеются в виду? Что за тайны?   Пакость заключена в том, что все нелинейности равномерно размазаны по всем характеристикам, и на любом их отрезке всё та же нелинейность. Сказать: "нелинейности переползли и скучковались в этом месте" значит: все остальные места внезапно стли ЛИНЕЙНЫМИ! Вот именно это и есть бред.  2.   бумагомасл. конденсаторами Мерил во времена оны искажения конденсаторов. Самые нелинейные - именно бумажные, например, МБГО. Почему? Электрическое поле стремится прижать обкладки друг к другу как можно ближе. Если диэлектрик мягкий, та же бумага, то это полю удаётся - на микрометры. Но вот тогда, вместе с этим, меняется и ёмкость конденсатора - больше на пиках напряжения меж обкладками. То есть, появляются нечётные искажения сигнала. Лучше всего конденсаторы с жёстким диэлектриком, вроде фторопласта.    3.  Например, фирма Lavardin использует для них термин memory distortion. Бедолаги. Вообще, надо немного понимать, что такое Запад. Вот Мицубиси, у неё фишка - внедорожники на ралли Париж-Дакар, Хонда - приспортивленная, Тойота - надёжная и т.д. Так и тут: наша фирма открыла какой-то вид искажений, а больше никто не смог. Значит, наша фирма умнее и её товар лучше.  На самом деле, только в плохих усилителях возможны тепловые искажения. Дело в том, какой каскад задаёт уровень искажений усилителя. В сверхлинейных усилителях этот каскад - входной. Благодаря высокому общему усилению, токи входного каскада меняют рассеиваемую транзисторами мощность на уровне микроватт. Понятно, что микроватты практически не меняют баланс мощности входного транзистора в несколько милливатт. Потому входной каскад служит эталоном линейности для всего усилителя. Другое дело обычные усилители. Чем меньше усиления в петле, тем больше девиация мощностей входных транзисторов. Возьмём, для примера, усилители Песса: в них входной транзистор и есть выходной. Понятно, что из-за  большой девиации мощности его параметры и "эталон" разные для разных рассеиваемых мощностей, а мощности зависят от амплитуды выходного сигнала. И несчастный усилитель размышляет: стоковое напряжение - 2 вольта, мощность невысока, усилю-ка я сигнал в 10 раз. Потом: стоковое напряжение - 20 вольт, транзистору жарко, характеристики изменились, в честь этого усилю сигнал в 11 раз.  Вот это усиление сигнала с разным Ку в течение одного периода и есть искажения. Даже не удивлён, что они открыли эти искажения именно в своих усилителях: не доходит через голову, дойдёт через измеритель искажений.  Кстати, бороться с тепловыми искажениями можно только углублением ООС, и мне интересно, как они выкрутились из ситуации.  4.  Современный усилитель подает выходное напряжение на зажимы АС очень быстро, а ток через них устанавливается по сложному закону в течение нескольких миллисекунд в соответствии с модулем и фазой импеданса. Искажения, возникающие во время установления этого тока, придают ту самую «зашумленность» звуковому образу. Давно известные искажения, возникающие, как искажённое падение напряжения от протекания нелинейного тока АС по сопротивлениям:  проводов, в тч, внутренней разводки выход-клеммы, переходному контактов реле, кабелей АС, катушки выходного фильтра.  Лечатся установкой компенсатора сопротивления кабелей АС и охватом ООС контактов реле. Пример: ВВС-2011: МАСТЕР: этс. 
    • Sagittarius
      Усиление - это линейность.

      By Sagittarius · Posted

      Чего там доказывать? Я спроектировал ГРААЛЬ, люди спаяли, говорят - священный, благодарят.  
    • Sagittarius
      Усиление - это линейность.

      By Sagittarius · Posted

      А почему она вам плоха? Ведь вам её не разрабатывать, а всего лишь собрать. Сколько RC цепей вас не устраивает, какое пороговое число и почему?
    • ВКН
      Четвёрка силовых

      By ВКН · Posted

      Прошу в резерв. 
    • Sagittarius
      Усиление - это линейность.

      By Sagittarius · Posted

      Покажите самую сложную схему, которую вЫ собирали. Мы будем знать, какой у вас уровень, а то и правда, некрасиво может выйти, если вы умнее нас, а мы не выказываем вам подобающих знаков уважения. 
    • Sagittarius
      Усиление - это линейность.

      By Sagittarius · Posted

      Есть техническая возможность избавиться от искажений совершенно, загнав их под порог необнаружения - ниже уровня шумов. Ради чего нам от этого отказываться? Тем более, люди это любят:  
    • Sagittarius
      Усиление - это линейность.

      By Sagittarius · Posted

      Это - таки фекалии: то, чего не было и не должно было быть в музыке, как фекалий в борще. Благодаря сверхлинейности, фекалии нам в голову не приходят. Вам - как хотите. Ваша ж голова, желудок тоже не дядин. 

  • Forum Statistics

    • Total Topics
      10.3k
    • Total Posts
      111.3k
×
×
  • Create New...