Как улучшить симметрию цепи усиления +/- 1?

8

В попытке получить прямоугольную волну с амплитудой, управляемой напряжением, я сделал эту небольшую схему:

К сожалению, при отрицании он имеет небольшое смещение от -Vin.

Прямоугольная волна на частоте 1 кГц, идущая от 100 мВ до чуть выше -100 мВ

Я предполагаю, что это потому, что BJT не тянет полностью к земле.

Каковы простые способы улучшить симметрию этой цепи? В идеале я бы снимал при погрешности <1 мВ между положительной и отрицательной сторонами.

operational-amplifier bjt

— Эван Кралл
источник

Какой замечательный вопрос.

— Markrages

Извините, я на самом деле использую LM324; Circuitlab по умолчанию использует TL084, но я забыл изменить его. В основном использую BJT, потому что это то, что у меня есть под рукой

— Эван Кралл

2

Использование MOSFET для Q1 может быть проще.

Большее значение R3 позволит транзистору иметь больший эффект. Другие вещи должны быть изменены, чтобы удовлетворить.

Массовый перегруз BJT, так что он имеет вынужденную бета, скажем, 0,1 или даже меньше, позволяет очень низкое напряжение насыщения. Давным-давно у меня был BJT, переключающий резистор, и переход должен был составлять ~ 0. Любой Vsat добавлялся к сигналу на другом конце резистора. Использование базы в 10 раз больше (или больше) тока, чем у коллектора, значительно улучшило результат.

Сейчас я не вспоминаю значение принудительной беты, которое я использовал - возможно, было 10x - возможно, было 50x. Поскольку Icollector был низким, фактический базовый ток был невелик.

Если вы можете найти шепот (или больше) отрицательного смещения, лежащего вокруг, вы сможете смешать их. Использование операционного усилителя с обратной связью и возможностью тянуть к земле или под землей было бы полезно.

Возможность выполнения следующих действий зависит от обстоятельств и желаемой реальности [tm] схемы. - возврат отрицательного провода с местного заземления на psu через диод дает вам точку падения на один диод ниже уровня земли на катодной стороне диода. Может быть очень полезным. Например, одиночные операционные усилители с их заземляющим контактом, возвращенным в -Vbe ниже локальной земли, могут действительно по-настоящему качать свой Vout на локальную землю, а не на N мВ над ней.

— Рассел МакМахон
источник

1

Самый простой способ гарантировать симметрию - это фильтр верхних частот, такой как RC, после выхода схемы. Но это обязательно устанавливает нижний предел частоты, которую пройдет цепь.

Другим простым решением было бы заменить BJT на какой-то FET.

— markrages
источник

Фильтр верхних частот может работать, но на самом деле это часть схемы генератора функций, над которой я работаю, поэтому частота прямоугольной волны будет сильно различаться. Я полагаю, что я мог бы использовать очень большую постоянную времени HPF, но тогда потребовалось бы некоторое время, чтобы установить значение при изменении амплитуды, что означало бы, что у меня будут изменения рабочего цикла после изменения частоты моего генератора функций.

— Эван Кралл

1

Другим вариантом будет использование одного операционного усилителя для генерации инвертированного сигнала, а затем использование мультиплексора для выбора того, должен ли инвертированный или неинвертированный сигнал подаваться на вход повторителя напряжения (второй операционный усилитель). Поведение этого подхода должно быть относительно симметричным, поскольку ток, протекающий через мультиплексор, должен быть очень маленьким и должен быть в основном одинаковым независимо от того, проходит ли он через инвертированную или неинвертированную форму исходного сигнала.

— Supercat
источник