Identificar la fuente del artefacto periódico en la salida del amplificador operacional

Realmente no puedo decir si esto es realmente un síntoma de lo que se describe en la hoja de datos:

Observecómohayunpicoquesupera\$30\frac{\text{nV}}{\sqrt{\text{Hz}}}\$a65kHz-casilamitaddelafrecuenciaconlaqueestáobservandosuruidoen;Sinembargo,nosecaracterizaronhasta131.5kHz.

  

¿Quédebointentareliminar?Megustaría,almenos,lograrunseguidordevoltajeconruidodemenosde1mV.

Sisolonecesitaunseguidordevoltajedeanchodebandabajo:useunfiltrodepasobajo.

Sinecesitaunaseñaldehasta65kHzomás:unamuescaRLC(paradadebanda)probablementefuncionaríamejor;unrápidoyamp;eldiseñoperezosoejecutadoenmi herramienta de diseño de filtro pasivo favorito produjo R = 0.16Ω, L = 1µH, C = 1.5µF como posible configuración.

Tenga en cuenta que podría intentar utilizar el circuito inverso (paso de banda de RLC; intercambiar (L - C) con la R) en la rama de realimentación de su seguidor de voltaje.

Tenga en cuenta que este es un amplificador de autocero (también llamado chopper estabilizado): muchos opamps de desplazamiento muy bajo funcionan muestreando periódicamente el offset de entrada e inyectando un offset de compensación para contrarrestar la deriva en el extremo frontal. Para hacer esto, hay un oscilador en el opamp junto con un conjunto de interruptores analógicos en la entrada. Esto puede dar lugar a un avance del reloj a la salida, así como a una inyección de carga en los pines de entrada.

Es de suponer que este dispositivo utiliza 131kHz como frecuencia de conmutación.

No puedo encontrar información detallada sobre la parte de Maxim, pero aquí hay información para una parte de Dispositivos analógicos que probablemente sea similar:

Analamp Devices Zero drift opamp

Si realmente necesita la desviación y la desviación bajas, entonces son el mejor tipo de dispositivos a usar, es posible que solo deba limitar su ancho de banda y filtrar el reloj.

El ancho de banda de la puesta a cero automática es suficiente para abarcar 1 / f de ruido en las operaciones de CMOS, por lo que puede ser un ruido muy bajo para frecuencias por debajo de 1 kHz, una región donde las operaciones de CMOS tienden a tener problemas.

Si no puede filtrar el ruido del reloj, vea si puede usar una pieza convencional; a menudo tendrán un peor rendimiento de desviación y desplazamiento, pero puede obtener una compensación mejor que 100uV. También es posible que tenga que intercambiar la corriente de polarización de entrada porque los amplificadores de entrada bipolares generalmente son mejores que el CMOS para este parámetro. Los bipolares suelen ser menos ruidosos también.

Un problema relacionado que he tenido con una parte de tecnología lineal similar (LTC2051) es que los circuitos de autocero pueden tardar mucho tiempo en recuperarse de la sobrecarga cuando la salida se satura: muchos milisegundos para una parte con GBW de muchos MHz. Esto los hace inadecuados para cualquier aplicación que se sature como parte normal de su funcionamiento, como los osciladores o los detectores de umbral.

Estoy de acuerdo con Marcus, el ~ 130 kHz sería el segundo armónico de la frecuencia de conmutación de Chopper ~ 65 kHz.

Un 'Ancho de banda cerrado' de su Op Amp reducido podría hacer que el segundo armónico (~ 130 kHz) tenga una magnitud mayor que el primer armónico (~ 65 kHz), para resolver esto, como Marcus mencionó, una solución. podría estar agregando un filtro pasivo para filtrar ese ruido.

Hay un artículo en Art Kay , "1/f Noise and Zero- Amplificadores de deriva ", que habla sobre el ruido en los amplificadores operacionales Zero-Drift.

Si desea obtener más información sobre el ruido del amplificador operacional, consulte Laboratorios de precisión de TI para ruido .

No tengo una respuesta, pero te puedo decir, para inspirarte, cómo depuraría esto.

Primero, intentaría soldar una tapa de derivación directamente al chip. Una pieza 0603, 100nF, y use trenza para conectar al otro pin (para baja inductancia). Las tapas de bypass están detrás de vías de inductancia relativamente altas, y esto puede hacerlas ineficaces para los picos. Los picos están a 131 kHz, pero el contenido de frecuencia es mucho más alto, por lo que una buena derivación es muy importante.

Esto probablemente fallaría :-).

Entonces reemplazaría el amplificador: 1. Analog Devices produce algunos amperios de compensación muy bajos. El desplazamiento no es tan bajo como en un amplificador auto-cero, pero verifíquelo. Esos son un poco más caros, así que verifique su presupuesto y los requisitos de compensación. Mira AD8615 y similares. Lo único es que se vuelven un poco caros para el consumidor de alto volumen.

2 También, considere un buen instrumento bipolar instrumental antiguo de linaje marrón (Texas Instruments ahora). Utilice la misma impedancia en ambas entradas para eliminar la corriente de polarización y asegúrese de que la impedancia de entrada sea lo suficientemente baja como para que la corriente de compensación no importe. Algo similar a opa237.

3. Pruebe un amplificador de cero automático diferente, tal vez uno con reloj de espectro expandido. De nuevo, mira las partes de dispositivos analógicos.

Buena suerte