Come correggere l'instabilità del follower di tensione op-amp?

Sto usando un numero di amplificatori operazionali a alimentazione singola ( OPA4344 ) in un circuito, e sto usando uno di essi per fornire un valore VCC / 2 per una terra virtuale sul lato + di molti altri amplificatori operazionali.

VCC è +5 volt. Quando accendo la scheda per la prima volta, ottengo 2,5 v dall'uscita, ma dopo un po 'l'uscita salta a circa 4,5 volt e rimane lì fino allo spegnimento e alla riaccensione.

Ho letto qui che:

A causa del forte feedback (cioè del guadagno unitario) e di alcune caratteristiche non ideali degli amplificatori operazionali reali, questo sistema di feedback è incline ad avere bassi margini di stabilità. Di conseguenza, il sistema potrebbe essere instabile quando collegato a carichi sufficientemente capacitivi. In questi casi, per ripristinare la stabilità è possibile utilizzare una rete di compensazione del ritardo (ad es. Collegamento del carico al follower di tensione tramite un resistore).

Come puoi vedere, sto già utilizzando un resistore in uscita. Il foglio dati per il 4344 (menzionato in precedenza) afferma che l'amplificatore operazionale è "guadagno unitario stabile".

C'è qualcos'altro che può causare l'instabilità? Ho bisogno di un resistore separato per ogni uscita (attualmente ho gli ingressi + di tre op-amp collegati a VOUT).

VCC è +5 volt. Quando accendo la scheda per la prima volta, ottengo 2,5 v dall'uscita, ma dopo un po 'l'uscita salta a circa 4,5 volt e rimane lì fino allo spegnimento e alla riaccensione.

All'inizio ho pensato che potesse sembrare un caso di inversione di fase al di fuori dell'intervallo di input in modalità comune (che per OPA344 è compreso tra -0,1 V e (Vcc - 1,5 V = 3,5 V nel tuo caso). In questi giorni è più raro, ma alcuni op -amps mostrano inversione di guadagno quando si trovano al di fuori della loro gamma di modalità comune, causando un'efficace condizione di aggancio. Per un amplificatore operazionale con inversione di fase, purché rimanga all'interno della gamma di modalità comune, dovresti stare bene, ma se mai fuori strada, non c'è garanzia che funzionerà correttamente.

Ma il foglio dati OPA334 dice questo:

Gli amplificatori operazionali serie OPA334 e OPA335 sono stabili a guadagno unitario e privi di inversioni impreviste della fase di uscita. Usano tecniche di azzeramento automatico per fornire una bassa tensione di offset e una deriva molto bassa nel tempo e nella temperatura.

Quindi a questo punto ci rimangono un paio di cose da provare, supponendo che tu possa riprodurre facilmente questo problema.

1. Controllare tutte le tensioni del pin di opamp con un oscilloscopio. Assicurati che Vcc e Vss siano quello che ti aspetti e controlla se il pin + dell'op-amp è 2.5V che ti aspetti.

2. Aggiungi un condensatore (100-1000pF) tra op-amp + e terra. Dovresti farlo comunque per mantenere bassa l'impedenza del nodo del partitore di tensione alle alte frequenze in modo che non raccolga rumore. Se questo risolve il problema, è possibile che si verifichi una rettifica RF (in questo caso, sono sorpreso, ma è possibile.) In cui l'amplificatore operazionale si comporta in modo lineare con segnali a bassa frequenza, ma si comporta in modo non lineare come un raddrizzatore con segnali ad alta frequenza e trasforma CA in una polarizzazione CC.

3. Aggiungere un condensatore di bypass attraverso l'alimentazione dell'amplificatore operazionale. (il rumore dell'offerta non dovrebbe fare molta differenza, ma non si sa mai)

4. Sostituire l'amplificatore operazionale con un altro dello stesso modello: quello sulla scheda potrebbe essere danneggiato.

Se tutto sembra ancora buono, allora hai un bel moncone.

Posizionare un resistore in serie con il feedback fornito. In altre parole, rimuovere il cavo di resistenza zero dall'uscita all'ingresso negativo e posizionare un resistore di valore basso, diciamo circa 2.2k. Spero che risolva il problema.

Questo resistore insieme alla capacità di ingresso dell'amplificatore forma una sorta di compensazione che assicura il blocco delle oscillazioni ad alta frequenza. Se il guadagno ad alta frequenza viene ridotto, il criterio di Barkhausean non può essere soddisfatto e quindi nessuna oscillazione. Queste oscillazioni sono ad una frequenza così alta che finiscono per essere rettificate da non linearità nell'amplificatore operazionale e la DC risultante dà l'effetto che si vede.