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 Apprentice

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 Apprentice

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. 

BAA Master

BAA

Posted
Posted
1 minute ago, Sagittarius said:

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. 

Иногда лекарство хуже болезни.

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   1 member

  • Клубы

  • Сообщения

    • Иду курю
      6Н6П - как определить, новые или б/у ? (обсуждение из темы продажи ламп).

      By Иду курю · Posted

      Вот абсолютно новые.  
    • BAA
      Защита входа ОУ от перенапряжения

      By BAA · Posted

      И в этом смысле тоже. Панацея...  
    • Владимир Перепелкин
      Усилители на германиевых транзисторах

      By Владимир Перепелкин · Posted

      У меня всегда один канал осциллографа показывает продукты искажений с выхода ИНИ. Даже обычный С6-5 сильно облегчает жизнь. А небольшая доработка расширяет диапазон измеряемых искажений примерно 0,001% 20 кГц, ниже проблематично, сильно шумит.
    • Sagittarius
      Грамотно сконструированные транзисторные усилители.

      By Sagittarius · Posted

      ...в смысле: самый простой из сверхлинейных, а не "хуже жлх". На самом деле, ВВС-2011 переиграл кучу весьма дорогих ламповых поделий: ht tps://ldsound.club/threads/vvs-2011-um-nachal-nogo-urovnya.2568/post-405095. И ты об этом знаешь. 
    • Sagittarius
      Защита входа ОУ от перенапряжения

      By Sagittarius · Posted

      Лучше быть богатым и здоровым, чем бедным и больным. 
    • Sagittarius
      Усилители на германиевых транзисторах

      By Sagittarius · Posted

      Кстати, это очень хорошо, так как в искажометрах существовал канал вывода искажений на осциллограф, и можно было совмещением изображений усиленного сигнала и гармоник понять, где и почему ломается синус. 
    • BAA
      Защита входа ОУ от перенапряжения

      By BAA · Posted

      Иногда лекарство хуже болезни.
    • Sagittarius
      Защита входа ОУ от перенапряжения

      By Sagittarius · Posted

      Которая задана в ОУ инженерами на заводе и о которой никто ничего не говорил.  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. 
    • Sagittarius
      Грамотно сконструированные транзисторные усилители.

      By Sagittarius · Posted

      Нету абстрактного понятия "лучше-хуже", но есть конкретное: лучше именно для этого места/применения. Вот с этим в ОУ очень хорошо: зная наперёд все требования к транзисторам: рабочие токи, напряжения, рассеиваемые мощности можно выбрать соотв. размер структуры на кристалле. Зная назначение транзистора: входной, малошумящий или выходной и режимы его работы, можно придать ему требуемые свойства - снизить шумы, повысить бету. Но я говорил не об этом. Нас интересует аудиокачество ОУ, а оно складывается и из малошумности, и из исходной линейности ОУ, и из полосы его рабочих частот до фед, от которой, в силу треугольной формы АЧХ ОУ, зависит усиление на каждой данной частоте звукового диапазона. А вот с этим последним у ОУ туго, именно в силу треугольной АЧХ: чтобы получить какие-то неунизительные усиления в звуковом диапазоне, надо забрасывать фед как можно выше, применяя как можно меньшие, высокочастотные транзисторные структуры, что настолько вступает в противоречие с требованием выходной мощности ОУ, что ею приходится жертвовать, выбирая пониженные напряжения питания, как для AD8055/AD8056, по 5 в в плечо. Одиночные ОУ выручают, если допустимы посредственные результаты и неохота ничем думать.   А вот с изготовитель дискретов не знает наперёд назначения его приборов, потому должен выпускать их с разбивкой на категории по мощности, но не ниже 100 мВт (кроме специальных транзисторов для гибридных ИМС). Больше мощность - больше  Скб прибора, ниже фт. Казалось бы, трудно на относительно низкочастотных транзисторах получить требуемое высокое усиление для глубокой ООС. Ан нет. Тут на помощь приходит ценнейшее свойство дискретов и некоторых ОУ ранних выпусков: возможность применять собственные цепи коррекции, которые формируют высокое усиление в звуковом диапазоне и быстрый его спад на частотах, для транзисторов недоступных.  Но над этим надо думать, необходимость чего и есть преимуществом электроники. 
    • Stan Marsh
      OTL - истинно ламповый звук

      By Stan Marsh · Posted

      Нет.    Верно, в авторском тексте есть обоснование такого выбора.     
    • BAA
      Грамотно сконструированные транзисторные усилители.

      By BAA · Posted

      Я вас понял. Спасибо.
    • Юрий_Б
      6Н6П - как определить, новые или б/у ? (обсуждение из темы продажи ламп).

      By Юрий_Б · Posted

      Значит не внимательно читали, по цоколевке не совпадают, сетки с анодом надо соединять, иначе одна сетка работает как анод, долго не протянет.
    • Sagittarius
      Грамотно сконструированные транзисторные усилители.

      By Sagittarius · Posted

      Хорошо. Прозвучит. Искажения резистора - это следствие нелинейной ВАХ: зависимости сопротивления (и тока) от приложенного напряжения, тока, а также от рассеиваемой мощности и температуры. Для победы над указанными зависимостями надо снижать прилагаемые к резистору напряжения, ограничивать токи, рассеиваемые мощности и температуры.  Если знать, что делать, далее - просто: наименее важна линейность резисторов в устройствах автоматики, наиболее важна - в цепи ООС. Для снижения напряжения на резисторе при имеющемся коэффициенте напряжения Ку надо включать резисторы последовательно. То же самое снижает рассеиваемую мощность и температуру резистора, позволяя при заданном Ткс добиться приемлемой линейности сужением диапазонов рассеиваемых мощностей и температур от сигнала. Также можно использовать резисторы с большой рассеиваемой мощностью, Ткс которых может быть меньше, чем у маломощных. Самый неудобный случай возникает при необходимости пропустить через резисторы большой ток под высоким напряжениям. Тогда для повышения линейности результирующей ВАХ их придётся включить в несколько параллельных ветвей последовательно включенных резисторов.    
    • Юрий_Б
      6Н6П - как определить, новые или б/у ? (обсуждение из темы продажи ламп).

      By Юрий_Б · Posted

    • BAA
      Защита входа ОУ от перенапряжения

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

  • Forum Statistics

    • Total Topics
      10.2k
    • Total Posts
      108.8k
×
×
  • Create New...