מגבילים Active Limiters ו-Creping מעגלים הם אבני בניין בסיסיות באלקטרוניקה אנלוגיה, מתן הגנה אותות חיוני ותבנית גלפורית עיצוב עבור רכיבים רגישים מטה הזרם. על ידי מינוף של מגברי תפעול (op amps), מעצבים יכולים להשיג מדויק, מותאם, חוזר התנהגות מגבילה כי קלפי דיודות פאסיביות לבד לא יכול לספק.מדריך מורחב זה מכסה את התיאוריה, עיצוב, בחירת רכיב, ומסחר מעשי פעולה מעורבים ביצירת מגבלות פעיל עם מגבלות מעגליות פעיל עם עצירות פעיל.

הבנה של מגבלות Active Limiters ו-Cybers

מגביל פעיל הוא מעגל המגביל את ה amplitude של אות קלט לטווח מוגדר מראש, בדרך כלל כדי להגן על קלטי ADC, שלבים מגבר, או microcontrol pins מ overvoltage. בניגוד פשוט מגביל פסיבי באמצעות דיודות zener או דיבידנדים התנגדות, מגבילים פעילים משלבים אמפ כדי לספק בדיוק חסימות מבוקרות עם טעינה מינימלית על המקור.

מעגלי קליפינג הם תת-קבוצה של מגבילים כי בכוונה "לשחק" את הגלפור ברגע שהוא עולה על סף מתח, לעתים קרובות בשימוש אפקטים אודיו, גלפור ומערכות תקשורת לעצב אותות.הבדל המפתח הוא בכוונה: מגבילים שואפים לשמר נאמנות אות תוך כדי הדגמת טיולים קיצוניים, בעוד מעגלים מתפתלים במכוון את הגל מעל לקודמת האמנותית או לסף פונקציונלי.

עקרונות עיצוב של מגבלות מבוססות פומפ

המנגנון הליבה של מגביל מבוסס אמפ הוא לולאת משוב המשווה את אות קלט כנגד אחד או יותר מתחי התייחסות. כאשר הקלט עולה על ההתייחסות, דיאוד הופך להיות מודרך קדימה, שינוי נתיב משוב ואילץ את הפלט אמפ לרמה מבוקרת.זה פעולות משוב שליליות מבטיח את הדגימה הוא חלק ומדויק, בניגוד קלפיות פסיביות הסובלות מנפיחות מתוחה ורגישות קדימה.

המונחים: Active Limiter Topology

(ב) ,ב[[המאה ה-20]], [[המאה ה-20]], [[1924]]]]]], [[1924]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]], [[1924]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]

המונחים: Op Amp Feedback

הירידה דיאוד ( ⁇ 0.6 V forסיליקון) מציגה את סף ההתחלה.כדי לחסל את השגיאה הזו, מעצבים לעתים קרובות להשתמש בתצורה "על-קול" שבו הדיקול נמצא בתוך לולאה משוב אמפ.זה למעשה מבטל את הירידה קדימה, הניב מגבלות המגבילות את הסף כי לעקוב אחר המתחים עם דיוק תת-מילימטרי.

עיצוב אקוציות ובחירת חתומה

עבור מגבילה פשוטה 2-בינונית, מתחי הדגימה הם בערך:

  • (ב) ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
  • (ב) ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇

(ב) [ה][דרוש מקור]]] [ב]], [ה]], [ה]][ה]]]], [ה]], [ה][ה]]]]], [ה]], [ה], [ה], [ה], [ה], [ה]], [ה'], [ה'], [ה']']'''']''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''

עיצוב מעגל קליפפט עם Op Amps

מעגלי קליפטינג הם בכוונה לא לינארי ולעתים קרובות משמשים לחקות שחיקה צינורית, להגן על המקלטים מפני התפרצויות חולפות, או ליצור גלי ריבוע מגלי חטא.האמפ מספק רווח ושליטה מדויקת על הברך.

סימפמטרי לעומת Aסימטרי קליפפט

חיתוך סיממטרי משתמש בסף חיובי ושלילי שווה לייצר אפילו הרמוניות, נפוץ בדלפק אפקט מטושטש. Aסימטרי (סףים אחרים) יוצר מוזר ואפילו הרמוניות עבור לוח טורנאל עשיר יותר.עיצוב הוא פשוט: להחליף את שני מתחי ההתייחסות עם ערכים נפרדים, או להשתמש במחלק רבי עוצמה כדי להתאים כל סף באופן עצמאי.

רך מול Hard Clipping

קלף קשיח מקנה פינות חדות על הגלפור, ייצור הרמוניות גבוהות מאוד שיכול לגרום לliasing במערכות דיגיטליות. Soft Scping בהדרגה עגול גלפור ליד סף, לייצר עיוות חם יותר, יותר מוסיקלי. ליישם קלפטפטון רך, להחליף את הדידות עם transisted מחוברת diode-קשור או מ MOSFET במסלול, או להוסיף התנגדות קטנה עם סדרת השבר עם השבר.

המונחים:

מעגל תצלום קלאסי משתמש בשני דיודות אחוריים אל-back בלחיצת משוב. Zeners clamp את הפלט ±VearFLT:0ZuaFLT:1 + 0.7 V. עבור יישומים נמוכים מתחזים (למשל, ± 3.3 V אספקה), השתמש בגוון שאטקי עם 1 ⁇ or התנגדות בסדרה כדי לרכך את הברך עד 10 קלושים כדי 10.

שיקולים מעשיים ויישומים

מעבר מהתאוריה למעגלי ייצור אמינים דורש תשומת לב למספר גורמים פרציטיים וסביבתיים.התעלמות מאלה עלולה להוביל לתנוכה, רוחב פס מופחת, או כישלון בתנאים קיצוניים.

Bandwidth ו- Slew Rate Limitations

לכל AMP יש שיעור סלסול סופי (SR) ומוצר בעל פס גבוה ( £) עבור אות אודיו 20 kHz עם נדנדה 10 V, מינימום SR של 1.26 V / מיקרו נדרש כדי למנוע עיוותים המושרה סלסול.עבור transients מהיר (למשל, ESD הדופקs), לבחור mp עם SR > 100 / מיקרו.

דרישות אספקה

הפלט של אמפ מוגבל על ידי מסילות האספקה שלה.עבור ±15 V אספקת, הפלט יכול רק להתנדנדנד ±13 V. להבטיח את מתח ההתייחסות הם בטווח קלט משותף וכי הפלט של mp יכול להניע את דיודות clamping לתוך התנהגות.com-to-rail / ⁇ mps (g, OPA pusplis) עם תצורה חד-פעמית.

הגנה מפני התעללות ושקיפות

אפילו המגביל הטוב ביותר של אמפ לא יכול לשרוד ללא הגבלה על פני התפוקה אם הקלט עולה על הדירוג המקסימלי המוחלט.הוספת דיודות חיצוניות של שאטקי מהקלטים האמפ למסילות האספקה כדי למנוע נצ'ו או נזק. עבור יישומים תעשייתיים, כוללים סדרה התנגדות (1 k ⁇ ל 10 k ⁇ ) לפני ה- mp להגבלת הנוכחית במהלך תנאים פגומים.

יציבות ארוכת טווח וארוכת

דיודה מתח קדימה טיפות על ידי 2 mV / מעלות C. בעיצובים קריטיים טמפרטורה, להשתמש טרנזיסטור המחובר דיודה (למשל, 2N3904) להגדיר כהערות מותנות טמפרטורה, או להשתמש במתח ייעודי טמפרטורה ייעודית ההתייחסות IC. Op ampset מתח סחף (בדרך כלל 5 מיקרוV / C ליתר דיוק) יכול גם את השינוי יעיל cls רפידות סף.

טיפים עיצובים-Specific Design

  • (ב) .0.05:0) הגנה על אות בינוני: FLT:1 השתמש באמפ מהיר (TL072 או NE5532) עם קליטה קלה כדי למנוע עיוותים קשים תוך הגנה על מגבר קלטות מפני טראנסים.
  • (FLT:0) קלט הגנה מוגזמת: קיד 1 (FLT:1) הגדר את סף הדגדה 100 mV לעיל ומתחת לטווח המלא של ADC כדי להימנע מגלישה תוך הבטחת הגנה. השתמש ב-ADC buin אחדות לפני ADC עם מגביל דיוק.
  • (FLT:0) מגבילים מקלט תקשורתי: 1FLT:1 עבור תדר RF ותדירות ביניים (IF), לבחור אמפ עם רוחב פס רחב (>100 MHz) כגון OPA847 כדי למנוע הגבלת מניכוי המקלט.
  • (ב) ,0) ו-[[1924]]]], [[1924]]]]]], [[1924]]]]]], [[1924]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]

סימולציה ובדיקה

לפני הסתברות, לדמות את המעגל באמצעות SPICE עם מודלים דיאוד מציאותיים (למשל, 1N4148 או BAT54).וודא שהתגובה הטרנסנדנטלית אינה מציגה overshoot או מצלצלת כאשר האות חוצה את הסף. על הספסל, השתמש בoscilloscope עם מספיק רוחב פס ( ⁇ 100 MHz) כדי לצפות את הקצוות של גלדגדג'ד.

משאבים חיצוניים לקריאה נוספת

  • כתובת:0.comas Instruments Note: Active Limiter Circuits with Op AmpsFIRECT
  • (ב) ,0) כלי סליחות: קליפטינג וקלמפינג (עיצוב מדריך 1:FIRLT)
  • (ב) ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
  • (ב) ,0) - מקסים Integrated App Note: Overvoltage Protection for High-Speed AmplifiersFLT 1
  • פורום EEVblog: Practical Op Amp Limiter Designדיון

סיכום

תכנון מגבילים פעילים ולוחמי חיתוך עם מגבר תפעולי מציע למהנדסים שיטה רבת עוצמה להגן על אלקטרוניקה רגישה, אותות מצב וליצור אפקטים עיוות מכוונת. על ידי בחירת האמפ, דיודות, מתחי ההתייחסות ורשת משוב, מעצבים יכולים להשיג סף מדויק עם ירידה מינימלית של אותות.הבנת רוחב פס, סולט, מגבלות כוח, ואפקטים תרמיים להבטיח את המעגל באופן אמין על פני טמפרטורה ותנאי תקשורת חיוניים, או אופטיים, או אופטיים, או מערכת תקשורת מבוססת.