Универсальный внешний накопитель для всех iOS-устройств, совместим с PC/Mac, Android
Header Banner
8 800 100 5771 | +7 495 540 4266
c 9:00 до 24:00 пн-пт | c 10:00 до 18:00 сб

К544Уд1А: К544УД1А никель (2020г.), Широкополосный ДУ с высоким входным сопротивлением и повышенным быстродействием [3101.8-1], Микро-М

0 Comments

Карточка серии 544УД1А | Optochip: электронные компоненты

Выписки ТУ, Datasheet

Условные графические обозначения, назначения выводов

Посмотреть

бК0.347.040ТУ

Посмотреть

Артикул Производитель ТУ Приемка
544УД1А
Восток		 бК0. 347.040ТУ; П0.070.052 ОСМ
544УД1А НЗПП с ОКБ бК0.347.040ТУ ОТК
544УД1АС1МК ОКБ МЭЛ АЕНВ.431130.304ТУ ОТК
544УД1АСМК ОКБ МЭЛ АЕНВ.431130.304ТУ
ОТК

Показать те что в наличии:
Список позиций:

    Статьи, справочники, документация

    Аналоги

    Высокоточный измеритель пульсаций светового потока.

    OPT101 vs КР544УД1А.

    Для проведения различных экспериментов потребовался образцовый измеритель пульсаций.
    В приоритете — максимально возможная точность.

    Предыдущий обзор на подобную тему — Усилитель для фотодиода с расширенным частотным диапазоном.
    Прежняя схема, собранная на скорую руку, уже давно канула в лету.

    1. Постановка задачи (ака техническое задание):

    1.1 Диапазон рабочих частот от 0 до 20 кГц
    1.2 Схема должна быть малошумящей, чтобы результаты были пригодны для использования в спектроанализаторе SpectraLab
    1.3 Питание схемы предпочтительно однополярное +5..12 В.

    Список сокращений и других непонятных слов, встречающихся в тексте:
    ФД — фотодиод
    ИК — инфракрасный (диапазон)
    ОУ — операционный усилитель
    ПП — печатная плата
    БП — блок питания
    ЛН — лампа накаливания
    СДЛ — светодиодная лампа
    ООС — отрицательная обратная связь

    Элементная база (фотоприёмники):

    Подделка под оригинальные Vishay BPW21R, TEMT6000, отечественные ФД-263-01 и ФД26К.
    ОУ:

    2. Теория
    Хоровиц П., Хилл У. Искусство схемотехники. Том 1 (1986)

    «Слегка» поподробней в англоязычном источнике:

    Филипп С. Д. Хоббс (Philip C. D. HOBBS) Усилители для фотодиодов на операционных усилителях

    Полный вариант статьи на английском — около 50 страниц (очень полезно читать перед сном).

    Рекомендуемые операционные усилители:

    3. Первый вариант схемы, который заработал.
    Была использована готовая ПП со сверхмалошумящим ОУ OP27:

    Схема:

    Конденсатор C1 необходим, чтобы убрать выбросы на фронтах.

    Питание — как положено: двухполярное стабилизированное +-15В от сетевого БП.
    Минус схемы всего один: перед использованием необходимо присоединять проводочки к лабораторному БП.

    Я поторопился, отказавшись от OP27. Тем самым неслабо усложнил себе жизнь…

    4. Схема на LF351N с однополярным питанием 12 В
    была собрана на какой-то печатной плате

    Казалось бы, что тут может не работать?

    Ну ладно, наводка 50 Гц и гармоники понятно из-за чего.


    А «расчёска» откуда?

    Включаю осциллограф, смотрю выход LF351N:

    Что за чертовщина?
    Крутанул развёртку до 400 нс:

    [ Удалено цензурой ]
    Нарваться на генерацию 925 кГц скорректированного ОУ — ну надо же, а!

    Всё, LF351N отправляется «в сад».

    5. OPT101
    Прекрасное изделие от Texas Instruments:

    Ну-с, попробуем.
    Заявлено, что работает от 2,7 В, полоса пропускания до 14 кГц.

    Сборка:


    Цоколёвка нестандартная, поэтому пришлось резать печатные проводники и придумывать перемычки.
    Питание — 5 В от повербанка (попробую, а там видно будет).

    Корпус — от канцелярского корректора:

    Это типа 2в1: молочный рассеиватель и корпус одновременно.

    Дополнительная информация


    Внутренние элементы конструкции удалил бокорезами:

    На свет появилась вот такая зверушка:

    Питание — от повербанки 5В, пара проводочков — выход OPT101.

    Да, корпус, распечатанный на 3д принтере из жёлтого пластика был бы кстати, но помощи ждать не от кого.
    А 3д принтер в хозяйстве отсутствует.

    Испытание схемы дешёвым фонариком:

    Немного растянул, чтобы рассмотреть фронт:

    Хитрый производитель не просто так умолчал про скорость нарастания выходного напряжения:
    по факту SR всего 0,075 В/мкс.
    С такой «скоростью» полосы 14 кГц не получится, т.к. частотная коррекция ОУ OPT101 — встроенная.

    Согласно формуле

    получается полоса всего 8 кГц.
    И это совсем без коэффициента запаса, который д.б. хотя бы 2..3.

    Выражаясь простыми словами, на частотах выше 6-8 кГц операционник OPT101 остаётся без ООС,

    т.е. о точности работы такой схемы можно не вспоминать.

    Подробно о скорости нарастания (SR):

    Примечание: разница по скорости нарастания OPT101 и операционника 741 — грубо 6х (6-кратная).

    Для коэффициента запаса 2,0 по скорости нарастания частотный предел для OPT101 всего 3-5 кГц. ((
    Таким измерителем пульсаций можно только лампы накаливания тестировать. Ну спасибо.

    А вот СДЛ с ШИМ 5-10 кГц и выше — дудки.

    ВЫВОД (ака совет экспериментаторам): если и покупать OPT101, то только чтобы поиграться. ;P
    И для люксметров оно не годится из-за пика в ИК области.
    Так что се ля ви.

    6. Отечественный ОУ КР544УД1А
    Против OPT101 на ринг выходит легенда отечественной микроэлектроники — ОУ кр544уд1а.

    Характеристики к544уд1а



    Печатная плата размещена в пластиковом корпусе серии «Z»:

    Слева — гнездо подключения ФД (под джек 3,5мм), справа гнездо подключения БП 12..24В.
    Выходной кабель — также с джеком ф3,5мм.

    На фото можно заметить Rоос=20 кОм и ёмкость 200 пФ.
    Немного ошибся с расчётами, поэтому номиналы цепи обратной связи были скорректированы:
    Rоос=51 кОм и ёмкость 47 пФ (полоса 63 кГц по уровню -3 дБ).

    Испытание схемы:

    Примечание: с фотодиодом от HS1010A выходной сигнал схемы отрицательный.

    Скорость нарастания 0,25 В/мкс:

    Словом, до 20 кГц схемка сгодится, если полный размах сигнала в пределах 3 Вольт.

    Измеритель пульсаций получается путём сборки нескольких «частей»:
    — осциллограф
    — комп, к которому подключается usb осциллограф
    — мультиметр

    — собственно схемы с фотоприёмником
    — аккумулятор 12 В (питание схемы)

    В общем, эдакий огород. Но никто не обещал карманный вариант.

    Функции измерения и отображения возложены на следующие приборы:
    — вольтметр постоянного напряжения (мультиметр)
    — осциллограф (форма сигнала и напряжение от пика до пика)
    — программный спектроанализатор SpectraLab

    7. ЛН 60 Вт
    Питание от сети ~220V 50 Гц, осциллограмма:

    Выход ОУ по постоянке 2,44 В
    Кп = 0,5 * 0,465 / 2,44 = 0,095 ( 9,5 % )
    Спектрограмма:

    Питание через диод (однополупериодный выпрямитель), осциллограмма:

    Выход ОУ по постоянке 2,20 В
    Кп = 0,5 * 1,36 / 2,2 = 0,309 ( 31 % )
    Спектрограмма:

    Питание ЛН 60 Вт через диодный мост: результаты полностью совпали со штатным питанием 220В.


    Поэтому картинки не привожу.

    ЛН 60 Вт со схемой выпрямления и сглаживания сетевого напряжения, осциллограмма:

    Выход ОУ по постоянке 2,44 В
    Кп = 0,012 / 2,44 = 0,005 ( 0,5 %, ровно в 2 раза меньше, чем показания
    аналогового измерителя пульсаций,
    который показал 1%, т.к. «считает» не по гостовской формуле, из-за чего показание удвоенное).

    Спектрограмма:

    Примечание: все спектрограммы не «в масштабе», т.к. приходилось подстраивать чувствительность входа LineIn в микшере системы.

    8. ЛН 40 Вт
    Питание штатное ~220V 50 Гц
    Осциллограмма:

    Выход ОУ по постоянке 2,48 В
    Кп = 0,5 * 0,565 / 2,48 = 0,114 (11,4 % )

    9. СДЛ Winix 10W
    Питание штатное ~220V 50 Гц
    Осциллограмма:

    Выход ОУ по постоянке 2,11 В
    Кп = 0,5 * 0,153 / 2,11 = 0,036 ( 3,6 % )
    Обратите внимание на частоту: 58 кГц, т.е. для схемы на к544уд1а это на пределе возможностей.

    10. Некоторые выводы:
    — специализированная микросхема OPT101 годится только для низких частот
    — для измерений коэффициента пульсаций разных СДЛ желательно иметь схему с полосой до 100 кГц
    — спектроанализатор полезен только для НЧ измерений (например, ЛН)
    — для наблюдения формы сигнала от СДЛ необходим осциллограф
    — сделать универсальную схему преобразователя I->U для любых фотодиодов не получится, т.к. каждый ФД имеет свою ёмкость p-n-перехода, что влечёт за собой изменение частотной коррекции в обвязке ОУ; поэтому если идёт борьба за низкие шумы, устойчивость и полосу пропускания придётся поискать оптимальный вариант ОУ+ФД
    — корпус устройства должен быть металлическим (100% экранирование), т.к. при резисторе более 10 кОм в цепи ООС схема с удовольствием ловит сетевую наводку 50 Гц
    — размещение ФД также должно быть в экранированном корпусе рядом с ОУ
    — для снижения ёмкости p-n-перехода фотодиода можно использовать обратное напряжение несколько вольт

    Одним словом, чтобы собрать качественный измеритель пульсаций ОУ+ФД, придётся немало повозиться.
    Но оно того стОит.

    А для начинающих можно рекомендовать люменвокс АФАП-1

    Всё-таки, несколько паек и всего две радиодетали — это по плечу любому желающему.

    Всем удачных экспериментов!

    Дополнение от 23.02.2022
    Вот уже 2-й раз всплывает вопрос, откуда в световом потоке ЛН присутствуют гармоники 200 Гц и выше?

    Провёл моделирование в Мультисиме:

    Модель упрощённая:
    — не учитывается тепловая инерция ЛН
    — полагается, что световой поток пропорционален потребляемой мощности

    Резистор R1 — измерительный шунт (1 Ом),
    перемножитель А1 — вычислитель мощности (перемножение значения тока на напряжение).

    Осциллограмма:

    График зелёным цветом — форма тока через R1,
    график голубым цветом — мощность (не в масштабе по Y).

    Легко заметить, что график мощности — не синусоида.
    Вот оттуда и гармоники. )))

    Электрические устройства побережья и Ближнего Востока

    Есть вопросы?

    +971 5 43809179

    Посетите нас ежедневно

    Магазин № 1, здание Хатим Фарах, промышленная зона 3, Шарджа, ОАЭ

    0,00