Ruido / oscilaciones no deseados en la salida del amplificador operacional

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Estoy trabajando en un circuito amplificador de voltaje de vibración piezoeléctrico. El esquema de trabajo se adjunta a continuación. Desde una batería de 9V, estoy usando un 7805 para proporcionar 5V a mi único amplificador operacional de suministro y a la conexión de alimentación de 5V en mi piezoeléctrico tipo micrófono de contacto.

HeprobadoestecircuitoconvariosamplificadoresoperacionalesJFETdealtaimpedancia.LaconfiguraciónactualencuestiónutilizaunLMC660CN.Sepuedeusardesdeunasolafuente,elrielarieloscilante,tieneunagananciade126dB(creoqueestoesmuchomásque100.000V/Vdeganancia),voltajededesplazamientodeentradade6mVycorrientedepolarizacióndeentrada2pA.

Cuandoenciendoelcircuito,elVoutinicialmentebaja.CuandogireelpotenciómetrodeRfhastaaproximadamente100k,ylagananciaesdeaproximadamente1000,elcircuitoesbastantesensibleyrespondecomoseesperaalasvibracionesquehagoenmimesa.Necesitounagrangananciaparacaptaralgunasvibracionesmuy,muypequeñas.

Sidejoqueelcircuitoreposeduranteunos30segundos,comenzaránaproducirseoscilacionesenlasalida,entreaproximadamente0y800mV,yavecesapareceunapolarizacióndeCC,yoscilaenesterangodeaproximadamente~400mV.

Heleídomuchosobreamplificadoresoperacionalesoscilantesyheconsultadolahojadedatosenestechipqueproponeagregarunatapade10pFyunaserieRde100ohmiosenparaleloconRf.Enlapráctica,encontréunaconfiguraciónligeramentediferenteparafuncionarmejor,comosemuestraenmiesquema.Descubríquecolocarunatapadecerámicade0.01uFenparaleloredujoelruidoenlasalidademanerasignificativa.

Enunexperimento,heencontrado:

Ganancia:1000(Rf=100000,R1=100)
Sinintentarhacervibraciones,elnododeseñalpiezoeléctricaU3tieneruido,conunpicodealrededorde+/-16mV
Lasentradasv+yv-enelamplificadoroperacionaltienenaproximadamente+/-32mV
Elnodode+5Vesun5Vmuyestable,peroelsuelotienealrededorde+/-38mVderuido;suspicosderuidoparecenseraleatorios,porloquepuedodecirenmiosciloscopio
Siconectoatierralaentradav+,lasalidadelamplificadoroperacionalesde1.32V,ycambiaconlosajustesaRf

Dospreguntas:

  1. ¿Cómopuedoreduciraúnmáslasoscilacionesoelruidoenelamplificadoroperacional?
  2. ¿CómopuedoevitarqueRfagregueunsesgodeDCalasalida?

Talvezelproblemaalapregunta#1essimplementeelvoltajededesplazamientodeentrada,lahojadedatosdicequeelvoltajededesplazamientodeentradaesde6mV.Sisiempretengounmínimode6mVenlaentradav+,unagananciade1000darácomoresultado6V.Peroentonces,¿cómopodríaesteamplificadoroperacionalserutilizableenaltasganancias?(Ocualquieramplificadoroperacional,yaquepareceque6mVesunvalorbajoparaelvoltajedecompensacióndeentrada).

Graciasportuspensamientos.

Tambiénheleídoesteforoymeparecióútileldebatesobrelasfuentesdealimentaciónquecreanoscilacionesenlasalidadelamplificadoroperacional.Voyaseguirpensandoenalgodeesto. El amplificador operacional detecta las oscilaciones del riel de alimentación del conveter de refuerzo

    
pregunta Thomas Wilk

2 respuestas

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Como ya se mencionó, algunos sesgos en la entrada serían una idea si solo está usando una fuente de alimentación: la mitad de la tensión de alimentación suministrada a través de resistencias con un valor paralelo de > 10x la impedancia piezoeléctrica. También necesita la tensión de polarización en la base de las resistencias Rf / Rg. Debido a las altas impedancias involucradas, deberá tener cuidado con el diseño, la longitud de los cables, etc.

En cuanto a la compensación, puede configurar un potenciómetro de ajuste que inyecte algo de corriente en la entrada negativa para contrarrestar esto (y / u obtener una opción de compensación realmente baja; puede obtener opamps recortados con FET con una compensación de tan solo 100uV)

Algo como esto (algunas partes dejadas fuera, como mayúsculas, etc.) Configuré el opamp con un desplazamiento de 6 mV, puedes ver la diferencia en la simulación:

Simsinajuste:

Simconajuste:

    
respondido por el Oli Glaser
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Para empezar, intentaría aumentar la corriente mínima del regulador a 5 m aproximadamente, reduciendo bastante el valor de RShunt. Usted está dibujando la mitad de un microampo, y una versión de la hoja de datos extrajo las especificaciones del valor de regulación para valores de aproximadamente 5 mma.

¿Necesita alguna polarización en el elemento piezoeléctrico para mantener la entrada opamp en el rango de voltaje correcto? El rango de entrada de modo común para esa parte incluye el carril negativo, pero usted va por debajo de eso.

    
respondido por el Scott Seidman

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