Questo buffer dell'amplificatore operazionale oscilla e non riesco a capire perché

Attualmente, questa è l'unica parte assemblata sul circuito. Questo è un semplice circuito di buffer invertito che dovrebbe essere all'ingresso. L'amplificatore operazionale (LTC6241HV) è alimentato a +/- 5 V da un alimentatore da banco lineare. I pin di alimentazione sono bypassati con cappucci 0,1uF.

Sto immettendo un seno 1KHz e sull'uscita ottengo un seno ~ 405KHz sovrapposto al segnale 1KHz. Ho provato a costruire un secondo PCB ma i risultati sono esattamente gli stessi.

Se qualcuno sa quale potrebbe essere la causa di ciò, sarò felice di ascoltarlo.

Scheda tecnica LTC6241HV

operational-amplifier buffer oscillation

— user733606
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Wow, 1MEGohm: è pericoloso. Prova a ridurre R1, R3.

— glen_geek,

Più problematico: il condensatore C6 che conferisce al loop un guadagno con una caratteristica passa-basso. Di conseguenza, ulteriore sfasamento che riduce il margine di fase - in particolare a causa della configurazione del guadagno unitario

— LvW

Se hai bisogno di Z-alto, aggiungi un piccolo condensatore (anche qualche pf) attraverso R1 in parallelo. Ciò dovrebbe aiutare a uccidere l'oscillazione. Ma tieni presente che la risposta ad alta frequenza è interessata. Un valore ottimale dovrebbe consentire una risposta piatta a circa 1 MHz.

— glen_geek,

Se non riesci a ridurre R3 (almeno a 100k, meglio se anche inferiore) puoi deviare R1 con un condensatore, impostando dire 100kHz o larghezza di banda inferiore. Altrimenti, è possibile deviare l'ingresso non invertente verso terra con, diciamo 100kohm circa, riducendo il guadagno del loop.

— Carloc,

Qualcuno ha chiesto informazioni sulla capacità di carico per questo problema? Con qualsiasi cavo verrà xx pF / m e il foglio dati specifica la serie R rispetto al carico pF per motivi di stabilità. Perché hai scelto questo dispositivo per un guadagno -1? Qual è il carico pF?

— Tony Stewart Sunnyskyguy EE75,

Risposte:

I fornitori di chip desiderano che i loro utenti evitino errori di progettazione comuni, mostrati da esempi applicativi nelle loro schede tecniche. Questo è affrontato da Linear Technology nella loro scheda tecnica per LTC6241. Si applica anche a molti altri opamp:

Le buone prestazioni di rumore di questi amplificatori operazionali possono essere attribuite a dispositivi di input di grandi dimensioni nella coppia differenziale. Al di sopra di diverse centinaia di kilohertz, la capacità di ingresso aumenta e può causare problemi di stabilità dell'amplificatore se non viene selezionata. Quando il feedback attorno all'amplificatore operazionale è resistivo (RF), verrà creato un polo con RF, la resistenza della sorgente, la capacità della sorgente (RS, CS) e la capacità di ingresso dell'amplificatore. Nelle con ﬁ gurazioni a basso guadagno e con RF e RS anche nella gamma dei chilohm (Figura 4), questo polo può creare uno sfasamento eccessivo e possibilmente oscillazione. Un piccolo condensatore CF in parallelo con RF elimina questo problema.

schematico

^{simula questo circuito - Schema creato usando CircuitLab}

— glen_geek
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Come suggerito da glen_geek , ho aggiunto un limite di 15pF su R1. Alla freq. di oscillazione (~ 400KHz) questo ha un'impedenza effettiva di poco più di 25KOhm. Parallelamente a 1MOhm R1 questa cifra rimane quasi invariata. A quella frequenza. il guadagno è di circa -0,025 così alto freq. essere filtrato. L'uscita è ora un'onda sinusoidale invertita, come previsto. Grazie a tutti per aver contribuito!

— user733606

A quella frequenza. il guadagno è di circa 0,025 così alto freq. essere filtrato. Puoi spiegare cosa intendi con questo? Ho pensato che il guadagno di questo op-amp sia (-1). Come è arrivato a 0,025 e perché è influenzato dalla frequenza?

— Eran,

@Eran a 400Khz il limite di 15pF ha un'impedenza di circa 26,5Kohm e R1 quasi non cambia quella cifra, quindi il guadagno che l'amplificatore operazionale ha su quella frequenza. è -26,5 K / 1 M = -0,0265 che è l'attenuazione a quella frequenza più alta. Questo è confrontato con il guadagno a una frequenza più bassa. per esempio 5 KHz dove il limite ha un'impedenza molto più alta, quindi il guadagno dell'opamp è più vicino a -1. Questo è un comportamento tipico di un filtro passa basso.

— user733606

Giusto! Anche se lo hai scritto, non ho pensato all'impedenza del condensatore e della resistenza in parallelo modificando il guadagno complessivo dell'amplificatore operazionale - Ho pensato che il guadagno fosse ancora (-1) perché ci sono due resistori da 1M. Grazie!

— Eran,

+1 Una delle parti di input CMOS che ho usato molto ha un front end che consiste in decine di MOSFET in parallelo, disposti in un array XY con metà dei transistor per ogni input. In questo modo le variazioni attraverso il wafer sono minimizzate e Vos è minimizzato. Né quello né le conseguenze (elevata capacità di input) sono descritte nel foglio dati nonostante siano rivolte ad applicazioni a bassa potenza dove sono comuni resistori di feedback di alto valore. Quindi forse TI non è appassionato come LTC.

— Spehro Pefhany,

Per bilanciare il circuito, è necessario un resistore da 499 K in serie con l'ingresso (+), pin 3,. Annullerà qualsiasi offset e probabilmente risolverà il problema di oscillazione.

— Dan_LXI
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