Analog kvadrering medels OTA

Elektronikrelaterade (på komponentnivå) frågor och funderingar.
Användarvisningsbild
Spisblinkaren
EF Sponsor
Inlägg: 12990
Blev medlem: 13 december 2012, 21:41:43

Analog kvadrering medels OTA

Inlägg av Spisblinkaren »

Hej!

Jag försöker bygga mig en RMS-mätare (KRM) och "allt" jag behöver är två analoga kvadrerare (där den ena nyttjas för roten ur, finurligt nog).

Jag tänkte först bygga min mha ett par dioder men antal opampar stack iväg så även om den varianten var pedagogisk och trevlig så bygger jag hellre en RMS-mätare med två "quad-kapslar" än fem "quad-kapslar".

Jag har klurat på hur jag eventuellt skall kunna lösa det med min LM13700 (OTA) men ännu inte riktigt fattat.

Jag bifogar en preliminär lösning som garanterat är fel.

Jag tror mig bara ha fattat hur jag skall beräkna Rm, fast om jag får till det och det range jag vill ha så innebär det att minström är av storleksordningen 2pA (för maxström är 2mA) och kan man ens leka med så små strömmar?

Hade det varit 2uV så är ju det av antenn-storlek och så små signaler leker man inte med hur som helst (läs skärmas).

Så det känns som om jag måste nöja mig med ett mindre input-range men om man skalar inspänningen en faktor 10 är 200pA så mycket bättre? :)

Låter skitlite :D

MVH/Roger
PS
Vilken är den minsta ström en småsignaltrissa kan hantera (på kollektorn)?
Du har inte behörighet att öppna de filer som bifogats till detta inlägg.
Användarvisningsbild
Spisblinkaren
EF Sponsor
Inlägg: 12990
Blev medlem: 13 december 2012, 21:41:43

Re: Analog kvadrering medels OTA

Inlägg av Spisblinkaren »

Jag har kikat lite mer på det här och tror att jag nu har det.

Iabc är som sagt lurig för dess motståndsgenerande ström är INTE relativt jord utan relativt Vss (ungefär).

Databladet skvallrar om ett trick som jag dessutom försökt nyttja men jag får ingen ordning på det.

Eftersom det egentligen bara handlar om en ström har jag blivit att nytta strömkälla istället och känner mig trygg med det även om det krånglar till kretsen något.

Bifogar schema och som vanligt tar jag gärna emot kritik.

MVH/Roger
Du har inte behörighet att öppna de filer som bifogats till detta inlägg.
Användarvisningsbild
Spisblinkaren
EF Sponsor
Inlägg: 12990
Blev medlem: 13 december 2012, 21:41:43

Re: Analog kvadrering medels OTA

Inlägg av Spisblinkaren »

Jag får ingen riktig ordning på det här.

Det närmsta jag kommer är bifogat.

Iabc är relativt Vss i princip så en insignal över ett motstånd ger (Uin+|V-|)/Rin och detta är inte linjärt när Uin närmar sig V-.

Och jag kommer inte riktigt runt det här problemet.

För det första måste insignalen för Iabc variera +/- motsvarande dom maximala 3,16V, plus går bra men för minus så går det inte så bra.

Jag har nu hittat på en variant med en Vbe-multiplikator som sätter 0V men den är väl lika "kass" som chassi/jord.

Så nej, jag vet inte riktigt vad jag gör.

Eftersom utsignalen kan vara så liten som 100uV så kan jag inte ha en strömgenerator mellan den nivån och 0V, referensen måste börja mer negativt.

Men om den börjar negativt blir inte Iabc=(Uin/R) längre utan Iabc=(Uin+|V-|)/R vilket mest är olinjärt :)

Jag tror mig förstå kretsen nu men det här verkar svårt att lösa, nån som har ett tips?

MVH/Roger
Du har inte behörighet att öppna de filer som bifogats till detta inlägg.
Användarvisningsbild
4kTRB
Inlägg: 18290
Blev medlem: 16 augusti 2009, 19:04:48

Re: Analog kvadrering medels OTA

Inlägg av 4kTRB »

Det går få till det relativt enkelt med vanliga op.
Svårigheten är väl att matcha transistorerna i detta fallet.
KO_LTSpice_Sch_000.jpg
KO_LTSpice_Trace_000.jpg
Du har inte behörighet att öppna de filer som bifogats till detta inlägg.
Användarvisningsbild
Spisblinkaren
EF Sponsor
Inlägg: 12990
Blev medlem: 13 december 2012, 21:41:43

Re: Analog kvadrering medels OTA

Inlägg av Spisblinkaren »

Tack 4kTRB för ditt inlägg.

Dock sitter jag med typ 40st nyköpta OTA som jag bara måste nyttja, sorry.

I vilket fall tror jag att jag idag lyckades lösa problemet med att strömmen som Uin ger måste vara relativt noll Volt.

Iabc styrs relativt typiskt Vss, så om man sätter ett motstånd där så får man en ström som är (Uin+|Vss|)/R och denna ström är inte linjär med Uin.

Man måste alltså (värdet blir dock annorlunda) kompensera bort |Vss|/R och jag tror nu äntligen att jag lyckats göra det.

Tricket är lite omständigt men rätt finurligt om jag får säga så själv (för gissa om jag tänkt mycket på detta).

Man kör alltså först en strömgenerator medels OP, denna ström skickar man till en PNP strömspegel (matad från Vcc) där strömmen "vänder" och skickas till en NPN strömspegel (matad från Vss) som sen dras ur Io.

När detta görs så blir resulterande ström att bero på

\(Io=2k*Uin/4k7*Uin/4k7\)

efter att kompensationen är gjord, alltså.

Detta bara måste jag provbygga :)

MVH/Roger
Du har inte behörighet att öppna de filer som bifogats till detta inlägg.
Skriv svar