Линейные оптоизоляторы и подводные камни петлевого усиления

Я исследовал блок питания, в цепи обратной связи которого использовалась оптопара для управления выходным напряжением. Это общепринятый и хорошо зарекомендовавший себя подход к проектированию, но в моем случае вызывала сомнения устойчивость контура обратной связи.

Вебинар «Источники питания MEAN WELL для промавтоматики и серверного оборудования в новых условиях» (02.06.2022)

Я решил снять передаточную характеристику оптопары двумя показанными ниже способами. В техническом описании устройства эта характеристика была, и я об этом знал, но хотел убедиться во всем лично (Рисунок 1).

Тестовая установка для измерения передаточной характеристики оптоизолятора.
Рисунок 1. Тестовая установка для измерения передаточной
характеристики оптоизолятора.

Резисторы 1.33 кОм и 150 Ом оказались под рукой, поэтому я их и использовал. С таким же успехом подошла бы пара 1 кОм и 100 Ом, но в тот момент мне просто не хотелось заниматься поисками.

Два результата испытаний, похоже, подтвердили информацию, представленную в техническом описании (Рисунок 2).

Результаты измерения передаточной характеристики оптоизолятора.
Рисунок 2. Результаты измерения передаточной характеристики
оптоизолятора.

Верхняя осциллограмма на Рисунке 2 соответствует верхнему эскизу Рисунка 1, нижняя осциллограмма – нижнему. Было приятно отметить симметрию результатов двух тестов. Однако, поразмыслив немного, я понял, что с петлевым усилением связаны подводные камни, о которых нужно знать.

Используя нижнюю осциллограмму Рисунка 2 и измерив наклоны передаточной функции, мы увидим следующее (Рисунок 3).

Передаточная характеристика крупным планом.
Рисунок 3. Передаточная характеристика крупным планом.

«Линейную» природу оптопары не следует понимать слишком буквально. Передаточная функция устройства не имеет скачков, изломов или чего-то в этом роде, но первая производная выходного сигнала по входному, то есть наклон выходного сигнала, меняется в зависимости от того, где размещается рабочая точка устройства. В моем эксперименте это изменение составило почти 19 дБ.

Столь значительное изменение коэффициента усиления может оказывать негативное влияние на общую передаточную функцию контура обратной связи, возможно, смещая ее к порогу устойчивости в область условной нестабильности контура.

Вывод из всего этого заключается в том, что необходимо обязательно проверять истинный наклон характеристики любой выбранной оптопары и учитывать его при выборе положения рабочей точки.

  1. Datasheet Vishay TCET1104

ООО «Мегател», ИНН 3666086782, ОГРН 1033600037020

Добавить свое объявление

* заполните обязательные данные

Статистика eFaster:

посетило сегодня 556
сейчас смотрят 48
представлено поставщиков 1572
загружено
позиций
25 067 862