Понимание схем операционного усилителя с дополнительными конденсаторами на пути обратной связи

При взгляде на схемы, подобные этой

схема http://dt.prohosting.com/hacks/what1.gif

Я часто нахожу (см. U6-A на связанной схеме) дополнительные конденсаторы в диапазоне пФ, подключенные параллельно резисторам обратной связи, хотя операционный усилитель имеет функцию буферизации или усиления:

схематический

^{смоделировать эту схему - схема, созданная с использованием CircuitLab}

Разве это не делает его фильтром нижних частот? Предполагается, что он отфильтровывает высокие частоты или какую другую роль он играет?

operational-amplifier capacitor jilski
источник

Уменьшить звон / перерегулирование.

Джиппи

Это делает его фильтром нижних частот, но, учитывая, что он в любом случае имеет ограниченную полосу пропускания, вы уже можете сказать, что это был фильтр нижних частот, даже без ограничения. Эти рода вещи , как правило , должны быть добавлены , чтобы избежать усиления сигналов , которые дико вне полосы - типичный пример остановки РЧ - сигналы , проходящие вниз аудио дорожки сигнала.

Большое спасибо всем. Должен ли я регулярно добавлять эти дополнительные заглушки в свои проекты для фильтрации высокочастотных шумов / сигналов?

Jilski

Это зависит - я использую их, чтобы уменьшить общий широкополосный шум большую часть времени.

Энди ака

Я сделаю анализ цепи.

Это инвертирующий усилитель с коэффициентом усиления который дает вам всю необходимую информацию:

| A_{В} | знак равно | \frac{р_{1} | | - \frac{J}{ω С}}{р_{2}} | знак равно | \frac{р_{1} / р_{2}}{1 + J ω р_{1} С} | знак равно \frac{р_{1} / р_{2}}{\sqrt{1 + (ω р_{1} С)^{2}}}

$|A_V| = \left| \frac{R_1 || -\frac{j}{\omega C}}{R_2}\right| = \left| \frac{R_1 / R_2 }{1 + j \omega R_1 C} \right| = \frac{R_1 / R_2 }{\sqrt{1 + (\omega R_1 C)^2}}$

На низких частотах ( ) коэффициент усиления равен поэтому усиление постоянного тока этого усилителя такое же, как и без конденсатора. $\omega \approx 0$ $| A_{В} | знак равно \frac{р_{1}}{р_{2}}$ $|A_V| = \frac{R_1}{R_2}$
На высоких частотах термин уменьшает усиление, поэтому шумы высоких частот и резкие границы отфильтровываются. $1/\omega$
Частота среза усилителя равна что довольно высоко, поскольку мало. $ω р_{1} С знак равно 1 ⟹ ω знак равно \frac{1}{р_{1} С}$ $\omega R_1 C = 1 \implies \omega = \frac{1}{R_1 C}$ $C$

Наконец (благодаря LvW), если ваша цепь звонит, этот конденсатор добавляет дополнительный полюс в частотной характеристике усилителя, который может увеличить запас по фазе и сделать схему более стабильной. Это немного сложнее и зависит от свойств операционного усилителя, поэтому я не буду вдаваться в подробности.

Грег д'Эон
источник

Нет проблем. Не стесняйтесь высказываться и принимать мой ответ, если вы довольны им!

Грег д'Эн

Могу ли я добавить короткую коррекцию? Звон не "отфильтрован". Такая фильтрация будет применяться к нежелательным сигналам, содержащимся только во входном сигнале. Здесь крышка обратной связи заботится о том, чтобы - с самого начала - звонок подавлялся или (по крайней мере) уменьшался. Это связано с тем, что этот конденсатор улучшает свойства стабильности всей цепи обратной связи - при условии, что значение этой крышки выбрано правильно. Это своего рода компенсация отставания.

LvW

Более интуитивный способ понять это состоит в том, что на высоких частотах ограничение действует как короткое замыкание, поэтому усиление для этих частот уменьшается / сокращается до единицы. Когда это сделано, чтобы предотвратить колебание, это иногда называют компенсацией лидерства ; см. стр. 13 в ti.com/lit/ml/sloa079/sloa079.pdf

Fizz

@tcrosley: идеальный интегратор не имеет резистора на пути обратной связи. Резистор добавлен для практических целей .

Fizz

@RespawnedFluff Последний абзац в вашей связанной статье гласит: «Практическая схема интегратора эквивалентна активному фильтру нижних частот первого порядка», который связан с ответом выше. Ницца.

tcrosley

Понимание схем операционного усилителя с дополнительными конденсаторами на пути обратной связи

Ответы: