Configuración de op-amp no inversor con condensador

  

Muchas veces escucho que es útil para la estabilidad pero no entiendo   por qué y cómo calcular su valor.

Tenga en cuenta que el pin no inversor podría tener una capacitancia parásita de quizás 4 pF. Ese es el pin en sí, los parásitos de la resistencia y cualquier capacitancia de cobre todos juntos.

Que 4 pF está en paralelo con la resistencia de 10 kohm y su presencia comenzará a aumentar la ganancia del circuito en aproximadamente 3.98 MHz. Si tiene un amplificador operacional lento que no se espera que funcione cerca de esa frecuencia, entonces no se preocupe; tampoco tiene que considerar agregar un capacitor de realimentación, pero si tiene un amplificador operacional rápido y espera un rendimiento plano decente más allá de varios MHz, entonces ese es el momento de preocuparse por calcular el capacitor en paralelo con sus 91 kohm.

Su reactancia capacitiva debe estar en equilibrio con la resistencia a través de la cual está, por lo tanto, para un 91 kohm (y suponiendo 4 pF en la entrada a través de los 10 kohm) consideraría un capacitor de valor 4 pF x 10/91 = 0.439 pF.

Como alternativa, puede reducir los valores de resistencia en 10 y alejar el problema de los MHz bajos a las decenas de MHz, momento en el que su amplificador operacional podría haberse quedado sin vapor. Si no se ha agotado, puede elegir un condensador de retroalimentación adecuado.

Solo para agregar un poco a la respuesta de Andy (un enfoque matemático). Para comprender por qué, debe estar familiarizado con la respuesta de frecuencia. Un opamp tiene entrada y capacitancia parásita en las entradas, lo que reduce el ancho de banda de bucle cerrado, como se indica en la respuesta.

^{simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab}

Sin entrar en las matemáticas, puedes encontrar la ganancia de bucle (que usarías para encontrar la ganancia y el margen de fase con fines de estabilidad), y resulta ser:

$$ \ text {Loop Gain} = A_ {ol} \ dfrac {R_1} {R_1 + R_F} \ dfrac {1} {\ frac {s} {\ omega_p} +1} $$

Ahora, la ganancia de bucle abierto opamp, \ $ A_ {ol} \ $ depende de la frecuencia y podríamos modelarlo como un sistema de 2 polos:

$$ A_ {ol} = \ dfrac {A_ {DC}} {(\ frac {s} {\ omega_1} +1) (\ frac {s} {\ omega_2} +1)} $$

Por esto, sabe que si el polo debido a la capacitancia de entrada (\ $ \ omega_p \ $) está cerca del polo \ $ \ omega_2 \ $, está agregando un cambio de fase de 90 grados adicional y eso lo pone más cerca de la inestabilidad. En el caso ideal, donde \ $ C_p \ to 0 \ $, este polo está muy lejos del segundo polo de la ganancia operativa de bucle abierto, pero a medida que aumenta los valores de las resistencias, el polo puede moverse hacia un punto negativo. Es por eso que, desde un punto de vista matemático, es posible que tenga que reducir los valores de la resistencia para evitar esto.

Para compensar esto, puede colocar un condensador en paralelo con la resistencia de realimentación (como la tiene), y luego elegir \ $ R_1C_p = R_FC_F \ $ y eso cancelará (idealmente) el efecto del Polo causado por la capacitancia parasitaria. Podría pasar por las matemáticas y derivar esto, simplemente no quería ampliar mucho más lo que ya tiene una buena respuesta de Andy.