Этот буфер операционного усилителя колеблется, и я не могу понять, почему

В настоящее время это единственная собранная деталь на плате. Это простая схема инвертирующего буфера, которая должна быть на входе. Операционный усилитель (LTC6241HV) питается от +/- 5 В от линейного источника питания. Штырьки питания обойдены с крышками 0,1 мкФ.

Я вводил синус 1 кГц и на выходе получаю синус ~ 405 кГц, наложенный на сигнал 1 кГц. Я попытался построить вторую печатную плату, но результаты точно такие же.

Если кто-нибудь знает, что может быть причиной этого, я буду рад услышать.

LTC6241HV Лист данных

operational-amplifier buffer oscillation user733606
источник

Вау, 1MEGohm: это опасно. Попробуйте уменьшить R1, R3.

glen_geek

Наиболее проблематично: конденсатор С6, который дает усиление контура низкочастотной характеристикой. В результате, дополнительный сдвиг фазы, который уменьшает запас по фазе - в частности, из-за конфигурации с

единичным

Если вам нужен высокий Z, тогда добавьте крошечный конденсатор (даже несколько пф) через R1 параллельно. Это должно помочь убить колебания. Но имейте в виду, что это влияет на высокочастотный отклик. Оптимальное значение должно позволять постоянный отклик примерно до 1 МГц.

glen_geek

Если вы не можете уменьшить R3 (по крайней мере, до 100К, лучше, если даже ниже), вы можете шунтировать R1 с помощью конденсатора, установив, скажем, 100 кГц или меньшую полосу пропускания. В противном случае, вы можете шунтировать неинвертирующий вход на землю, скажем, 100 кОм или около того, уменьшая усиление контура.

Карлок

Кто-нибудь спрашивал о емкости нагрузки для этой проблемы? С любым кабелем вы получите xx пФ / м, а в техническом описании для стабильности указана серия R против нагрузки pF. Почему вы выбрали это устройство для усиления -1? Какова нагрузка пФ?

Тони Стюарт Sunnyskyguy EE75

Ответы:

Поставщики микросхем заинтересованы в том, чтобы их пользователи избегали распространенных ошибок проектирования, о чем свидетельствуют примеры применения в их таблицах данных. Этот вопрос рассматривается Linear Technology в их технических данных для LTC6241. Это также относится ко многим другим операционным усилителям:

Хорошие шумовые характеристики этих операционных усилителей можно объяснить большими входными устройствами в дифференциальной паре. При превышении нескольких сотен килогерц входная емкость возрастает и может вызвать проблемы со стабильностью усилителя, если ее не контролировать. Когда обратная связь вокруг операционного усилителя является резистивной (RF), создается полюс с RF, сопротивлением источника, емкостью источника (RS, CS) и входной емкостью усилителя. В конфигурациях с низким усилением и при ВЧ и РС даже в диапазоне киломов (рис. 4) этот полюс может создавать избыточный сдвиг фазы и, возможно, колебания. Небольшой конденсатор CF параллельно с RF устраняет эту проблему.

схематический

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

glen_geek
источник

Как было предложено glen_geek , я добавил ограничение 15 пФ для R1. На частоте колебания (~ 400 кГц) с эффективным сопротивлением чуть более 25 кОм. Параллельно с 1 МОм R1 эта цифра практически не меняется. На этой частоте. усиление около -0,025, так что высокая частота. отфильтровать. На выходе получается инвертированная синусоида, как и ожидалось. Спасибо всем за ваш вклад!

user733606

На этой частоте. усиление составляет около 0,025, так что высокая частота. отфильтровать. Можете ли вы объяснить, что вы подразумеваете под этим? Я думал, что усиление этого операционного усилителя (-1). Как дошло до 0.025 и почему на него влияет частота?

Эран

@Eran на 400 кГц, 15-пэпная крышка имеет импеданс около 26,5 кОм, и R1 почти не меняет эту цифру, так что усиление, которое имеет операционный усилитель на этой частоте. составляет -26,5K / 1M = -0,0265, что является затуханием при более высокой частоте. Это сравнивается с коэффициентом усиления при более низкой частоте. скажем, 5 кГц, где ограничение имеет гораздо более высокий импеданс, поэтому усиление операционного усилителя ближе к -1. Это типичное поведение фильтра низких частот.

user733606

Правильно! Несмотря на то, что вы это написали, я не думал о параллельном сопротивлении конденсатора и резистора, меняющем общее усиление операционного усилителя, - я думал, что коэффициент усиления все еще (-1), потому что есть два резистора 1М. Спасибо!

Эран

+1 Одна из частей ввода CMOS, которую я часто использовал, имеет внешний интерфейс, который состоит из множества параллельных МОП-транзисторов, расположенных в виде массива XY с половиной транзисторов для каждого входа. Таким образом, изменения на пластине минимизируются, а Vos минимизируется. Ни это, ни последствия (высокая входная емкость) не раскрываются в технических данных, несмотря на то, что они предназначены для приложений с низким энергопотреблением, где распространены резисторы с обратной связью высокого значения. Так что, возможно, TI не так заинтересован, как LTC.

Спехро Пефхани

Чтобы сбалансировать схему, вам нужно последовательно подключить резистор 499K с входом (+), контакт 3. Это отменит любое смещение и, возможно, решит проблему с колебаниями.

Dan_LXI
источник