[begemot]

Вы собрали понравившийся регулятор напряжения, автором которого Вам обещаны золотые горы
в виде запредельного подавления входной помехи и супер низкое шумы, например. Независимо от того
датшитная ли это схема или авторская разработка, в первую очередь необходимо убедится что
регулятор стабилен. Вы подключили постоянную нагрузку (например резистор), ткнулись на выход щупом осциллографа
и убедились что на выходе не видно самовозбуждения.
Достаточно ли этого чтоб утверждать что регулятор стабилен и не будет генерить?
Нет, совершенно не достаточно.
Линейный регулятор, как не смешно это звучит, штука существенно нелинейная. И обычно, параметры обратной
связи сильно зависят от тока нагрузки. Поэтому желательно убедится что он сохраняет стабильность при разных
значениях тока и, при этом, сохраняет достаточный запас устойчивости. Иначе, при постоянной нагрузке, можно
находится близко к самовозбуждению но не видеть этого. И засвистеть даже при небольшом скачке тока нагрузки.
А потом долго обсуждать почему схема с этим регулятором не звучит, а с другим, вроде бы намного хуже по параметрам, звучит.
А причина просто в том что Вы не приняли мер по обеспечению нормальной стабильности. Просто не видели в этом необходимости.
Для проверки устойчивости мы воспользуемся простейшим набором инструментов, который доступен большинству DIY'еров.
Т.е. осциллографом и генератором прямоугольника. Неважно, промышленный ли это функциональный генератор или самодельный,
правда желательно чтоб он обеспечивал достаточно быстрые фронты.
В своё время Стас предложил достаточно простой способ создания скачков тока, практически не требующий дополнительного
оборудования. http://www.audio-perfection.com/forum/sh...01#pid3201
Вот им и воспользуемся. С небольшим изменением номиналов. Емкость используем немного побольше, а резистор-просто 50 Ом.
Чтоб не ограничивать амплитуду тока больше необходимого, поскольку большинство функциональных генераторов могут
напрямую работать на нагрузку 50 Ом, а амплитуду скачка тока можно регулировать установкой выходного напряжения.
При этом амплитуда скачка тока будет равна U/50. Например при амплитуде напряжения на выходе генератора (на входе 50 Омного резистора)
равном 1В скачек тока будет 20мА. А при 10В-200мА. Что вполне достаточно для проверки большинства регуляторов
небольшой мощности, до 1-2А.
Для подключения скопа к выходу регулятора я использую небольшой кусок коаксиального провода с BNC разьёмом на одном
конце и короткими выводами (10-15 мм и такой же длинны земляной) на другом, которые подпаяю непосредственно к
выходному керамическому конденсатору регулятора. И меня как раз есть подходящий кусочек RG316, dlinoj 1.2M.
В принципе подойдёт любой 50 Омный коаксиал, 316 мне нравится тем что он достаточно тонкий и с термостойкой
изоляцией. Но это не принципиально.
Почему коаксиал а не стандартный делитель 1:10? Не хочется терять чувствительность, возможно она нам понадобится.
Кроме того, как показывает практика, на сам кабель обычно наводится меньше помех чем на более высокоомный делитель.
Способ кстати не без недостатков. О том с чем они связаны и как их устранить мы поговорим чуть позже.
Таким образом у меня получилась эквивалентная схема схематично изображённая на рисунке.

[begemot]

Иметь оборудование и собрать "адекватную" схему измерения ещё не достаточно для достижения желаемых результатов.
Необходимо научиться корректно интерпретировать результаты измерений. Что иногда бывает не так просто.
Об этом далее...
Итак, продолжение следует. Включая небольшую интригу в виде полла.

[semimat]

Begemot, очень интересно, как этот вариант заработает в реальности. У меня есть одно сомнение. Предположим, что регулятор имеет весьма маленький выходной импеданс. Это значит, что коаксиал, идущий к осциллографу, будет почти закорочен со стороны регулятора и открыт со стороны скопа. То есть, он будет представлять собой четверьтьволнвый резонатор с резонансной частотой около 30...50 МГц. Может получиться, что при импульсном воздействии, появится звон на ВЧ, не связанный с регулятором. Интересно попробовать экспериментально оценить этот эффект без регулятора, заменив его на резистор в доли Ома - тогда эффект будет "в чистом виде". Если он окажется значительным, имеет смысл попробовать дополнительно поставить 50-омный резистор на правом конце кабеля или сразу использовать режим 50-омного входа осциллографа, чтобы подавить резонансы коаксиала.

[begemot]

Усё заменим, усё покажем, вечером выложу несколько картинок со скопа. И попробуем разные варианты.
И посмотрим как они выглядят на экране скопа. У меня правда дома сейчас раскочегарен аналоговый скоп, поэтому буду постить фотки.
Но скопчик неплохой, всё что нужно должно быть видно. Вот только ещё не решил с чего начать, с проблемных или безпроблемных.

[БендеровецЪ]

Часто может быть достаточно затерминировать с одной стороны. 500-омные вч пробы например отлично же работают.

[begemot]

Вот так примерно выглядит тестовый сетап.

   

А вот реакция на прямоугольник. 100Кгц. Верхняя кривулька-выход регулятора.
Нижняя-выход фумкционального генератора. Перед 50 омным резистором.

   

То-же немного растянуто. Чтоб рассмотреть бяку в начале.

   

Ещё более растянуто

   

Добавлены вертикальные курсоры чтоб оценить частоту основной бяки.

   

Итак, перейдём к полу...

[begemot]

Итак, полл как то не пользуется особой популярностью...
Тем не менее semimat высказал вполне обоснованные предположения о возможной причине звона.
И да, 500 Омный делитель очень полезная штука, он спасает во многих случаях. Мало того, он обычно наиболее
широкополосный из делителей и не требует подстройки компенсации. Но он есть далеко не у всех.
И, к тому же, это всё равно делитель. А нам может потребоваться разглядеть что-то на уровне 1-2мВ.

Как можно проверить "теорию" semimat'а?

А давайте-ка выключим питание регулятора. Таким образом мы исключим причины связанные с
устойчивостью самого регулятора.
При этом выходное напряжение выглядит таким образом

   

   

Т.е звон практически не изменился, хотя форма огибающей другая, поскольку регулятор уже не отрабатывает скачки тока.

[begemot]

Теперь я могу признаться что чють слукавил, когда рисовал схему подключения кабеля.
Чтоб добавить немного "интриги" ибо без неё совсем скучно
Т.е. схема соответствует тому что Вы видите на осциллограммах.
Просто так подключать измерительный кабель не следует.
Надо его немного усовершенствовать

[semimat]

Хочется отметить, что несмотря на сильнейший звон на правом конце коаксиала, на другом его конце в это же самое время затухающий процесс, скорее всего, имеет в сотню раз меньшую амплитуду. Чтобы на входе scope_in скопа мы видели ровно тот же сигнал, который имеет место на выходе регулятора v_out (конечно, с учетом времени задержки), нужна согласованная нагрузка. При этом, если источник сигнала находится только на одном из концов коаксиала (в данном случае со стороны регулятора), то для равенства сигналов на входе и выходе коаксиала, достаточно только одной согласованной нагрузки - с противоположного конца, т.е., со стороны скопа (чтобы от него не было отражения). Я вот только подумал, что при высоком выходном напряжении регулятора нужен будет мощный резистор 50 Ом, а скоп с 50-омным входом может вообще сгореть. Поэтому выход регулятора следует подключать к коаксиалу через конденсатор достаточно большой емкости, чтобы отрезать постоянку. Или, чтобы видеть и постоянку, можно подключить терминальный резистор 50 Ом на землю через достаточно большую емкость. Но этот вариант хуже, так как одновременно видеть и напряжение питания в 12 Вольт, и переходной процесс в единицы милливольт все равно не получится. Будем ждать дальнейших экспериментальных результатов...

[dimitri]

выходной импеданс положительного стабилизатора с той же самой платы, керамика 10uF на выходе не установлена

[dimitri]

выходной импеданс отрицательного стабилизатора, керамика 10uF на выходе не установлена

[begemot]

Чтоб было понятней о чём речь, вот те схемы.
Я пока смотрю отрицательный стаб, у которого было немного больше проблем с устойчивостью. Там показано какие детальки установлены, что выброшено, какие номиналы. Топология немного изменена по сравнению с положительным, ну сопсно сейчас можно было бы и вернутся к оригинальной топологии. У меня на выходе керамика установлена. У Дмитрия возможно немного другие номиналы.

[begemot]

Итак, вернёмся к вопросу как же всё это померить наилучшим образом и при этом не потерять чувствительность осциллографа.
Варианты с 50 Омами на входе осциллографа в данном случае не удобны.
Хотя во многих случаях это очень хорошее решение и именно для этого используются внешние проходные 50 Омные "терминаторы".
Типа вот этого: https://www.pasternack.com/bnc-50-ohm-fe...egory.aspx
Почему лучше использовать внешние а не встроенный 50 Омник-как правильно заметил semimat-чтоб не выжечь встроенный. Поскольку на нём может рассеиваться приличная мощность.
А это не очень удобно в нашем случае потому что 50 Ом будет создавать дополнительную нагрузку.
15В/50Ом=0.3А Нам дополнительные 0.3А не нужны, поскольку в некоторых случаях это больше чем максимальный ток регулятора.
И кроме того, хотелось бы посмотреть поведение и при маленьких токах.
Можно конечно при этом использовать разделительный конденсатор. Но мне больше нравится другое решение.

Посмотрите на результат простейшего моделирования кабеля и входа скопа.

   

Сразу становится понятен звон который мы наблюдали при измерениях. Это первый выход, зелёный.
Теперь добавим 50 Ом на входе кабеля. Всё становится вполне пристойно. Есть небольшой завал на самых верхних частотах,
но нас не очень волнует 1дБ на 100Мгц, главное что частотка останется плавной и ровной, без выраженных резонансах.
Это второй выход, синий.
Ну и добавим вариант с 100 Омами, чтоб оценить что будет если выходное существенно выросло. Красная кривулька.
Видно, что если выходное сопротивление существенно вырастет, частотка опять исказится, правда не так криминально.

Теперь давайте оценим, что происходит с выходным сопротивлением источника на высоких частотах.
Выход нашего стаба зашунтирован керамикой 10мкФ в кузове 0603. Импеданс такого конденсатора:

   

Таким образом, даже до 1Гигагерца импеданс не более 1-2 Ом.
Т.е. выходное сопротивление источника значительно ниже чем 50 Ом и чисто практически мы можем полагать
что выходное сопротивление достаточно низкое и наша моделька достаточно точна. Если конечно на выходе не
будет наблюдаться высокодобротных резонансов. Но при нашей схеме наблюдения мы их скорее всего
увидим

[begemot]

Вот что получается при использовании новой схемы измерения с 50 Омным резистором на входе измерительного кабеля

   

Теперь можно растянуть шкалу

   

и увеличить чувствительность вертикального канала с 10мВ до 2мВ
   
   

[begemot]

На последней осциллограмме виден небольшой звон в районе 1.6Мгц. Что-то эта частота мне напоминает. А Вам?

[begemot]

Продолжим нашу маленькую детективную историю.
Частота 1.6Мгц как-то подозрительно близко к резонансной частоте выходного керамического конденсатора.
А не попробовать ли нам убрать выходной керамический конденсатор 10мкФ?
Тем более что многие производители линейных стабилизаторов специально и с неприкрытой гордостью обращают внимание
на тот факт что некоторые из их микросхем устойчивы при работе на керамику.
Значит, если не принимать специальных мер-подключение большой керамики к выходу может в некоторых случаях приводить к неустойчивости.
Вот что получается если убрать 10мкФ керамику с выхода.
Сначала обзорная осциллограмма с частотой возбуждения 1.2КГц. Там кстати видно на экране что скоп измеряет эту частоту.

   

Вроде не видно никаких криминалов.

А теперь перейдём к частоте 100КГц. Конечно, если бы под рукой был бы хороший цифровой скоп можно было бы увидеть
то же самое просто используя зум. Но мы прекрасно обойдёмся аналоговым старичком просто увеличив частоту скачка тока до 100КГц.
Сначала обзорная осциллограмма.

   

"все чудесатее и чудесатее"

Верхняя полка, поскольку это отрицательный стабилизатор-это минимум отрицательного тока нагрузки.

   

Нижняя полка, т.е. больший ток нагрузки.

   

[mellowman]

Нижняя полка, т.е. больший ток нагрузки.

А почему линия такая жирная? Хотя, если это возбуд, то уже сотни МГц.

[begemot]

На сотнях мегагерц там возбуждаться просто нечему, сделать линейный регулятор возбуждающийся на сотнях МГц-не так уж просто.
Там есть на фронтах немного остатков звона 100Мгц. Плюс чуйка 2мВ/Дел. Pk/Pk амплитуда порядка 0.7-0.8 мВ. При этом собственный шум скопа
порядка половины этого. Это если отсоединить вход. И полоса скопа-500Мгц. Т.е. RMS значение шума в широкой полосе будет порядка 0.15-0.2мВ.
Вообще, если оставить вход подключённым, но выключить питание-толшина линии практически такая-же. Может что то слегка наводится, кабель,
земли...Как таковой периодической помехи я не вижу, маленький уровень для такой чуйки.

Можно подключить усилитель в 100 раз на SSM и глянуть что там будет с полоской в 1 Мгц. Но это в том случае если интересен шум регулятора.

[semimat]

Скорее всего линия жирная потому, что проникает сетевая наводка (очень высокая чувствительность входа по верхнему лучу), и это приводит к "гулянию" вверх-вниз линии развертки от прохода к проходу и к размытию. А разница переходных процессов при перепаде вниз и вверх, мне кажется, говорит о том,что на частотах около полутора МГц сам регулятор подходит ближе всего к границе устойчивости. И это приближение к границе зависит от режима по току выходного транзистора (ну, или других каскадов, в которых происходит серьёзное изменение режима). Следовательно, возможен и разный звон при возрастании токопотребления или падении. Получается, что конденсатор, имеющий собственный последовательный резонанс в районе тех же полутора МГц, то есть, уже и не очень-то конденсатор, а скорее индуктивность, все равно приносит пользу и в некоторой степени ослабляет эту неустойчивость.
P.S. А впрочем, я согласен с begemot'ом, что линия жирная просто потому, что при такой высокой чувствительности ширина луча определяется шумами усилителя вертикального отклонения в полосе, намного превосходящей скорость развертки. Поэтому разглядеть "внутреннюю" шумовую структуру этого широкого луча невозможно.

[mellowman]

Ага, не посмотрел что там 2мВ, значит шум. Хороший скоп, что 2 мВ умеет :)

А резонанс конденсатора вроде чуть повыше — на 2.5МГц. Может звенит закрывающийся выходной Дарлингтон без резистора, если там так: