Necesito limpiar el ruido de una referencia de voltaje y quería usar un filtro de paso bajo RC simple. Para bajar la posición polar, tengo que usar una resistencia grande y / o un condensador grande. Como la referencia de voltaje no debería tener mucho ruido intrínseco, ¿cuáles son los inconvenientes de acelerar la carga del capacitor (y, por lo tanto, el tiempo de establecimiento) usando un interruptor para pasar por alto la resistencia? El principal problema que veo es que la referencia de voltaje no debe cargarse con demasiada corriente, por lo que podría ser necesaria una etapa de búfer en la rama de derivación. Como la constante de tiempo del circuito seguirá siendo alta, el circuito actuará como una muestra y retención para el último valor de la referencia ruidosa antes de abrir el interruptor de bypass, convergiendo lentamente al valor de DC de bajo ruido, ¿verdad? Un condensador grande también reducirá el ruido térmico de la resistencia, ¿verdad?
Tiempo de establecimiento más rápido para el filtro de paso bajo del polo DC cercano
2 respuestas
Acelerar la 'puesta en marcha' de un filtro de constante de tiempo prolongado, al cambiar una R más baja, o al colocar un diodo Schottky a través de la R, es algo muy conocido que se ha probado y probado.
Su referencia de voltaje solo tiene que evitar daños si está demasiado cargada durante el inicio, el voltaje de salida será incorrecto durante el inicio de todos modos, así que verifique su seguridad en un circuito de clasificación, no en la corriente máxima para la regulación. A medida que caiga la corriente de carga, entrará en regulación.
OTOH, el almacenamiento en búfer de la referencia durante el inicio permitirá una mayor corriente de carga para su filtro FBC (condensador muy grande), y el búfer no necesita ser de tipo de precisión, ya que la tensión de salida será incorrecta durante el inicio.
Si considera un búfer conectado por dos diodos back to back a su filtro, entonces se desconecta automáticamente cuando el voltaje está lo suficientemente cerca.
Analizando la operación. El filtro es R1, C1.
Supongamos que C1 es el mismo voltaje que la referencia V1, es decir, el filtro se ha asentado. La entrada amp -ve estará en el voltaje de referencia, por lo que no fluye corriente a través de R3. Su salida estará en el voltaje de referencia, por lo que no fluye corriente a través de los diodos. Con las compensaciones de voltaje de amplificador mínimo normales, fluye poca corriente a través de R3.
Ahora, durante el inicio, habrá un gran error de voltaje en C1. El opamp amplifica esto por la relación de R2 / R3. Si el voltaje de salida > 0.7v, entonces si el voltaje de error es > 70mV, un diodo conducirá para cargar el capacitor rápidamente. Una vez dentro de los 70 mV, el diodo deja de conducir y el asentamiento final del filtro se realiza de manera normal a través de R1.
El tamaño de la ventana fuera de la cual se realiza la carga rápida se puede controlar por la ganancia del opamp. Con una ganancia de 100x, la ventana de carga rápida sería de 7 mV. El límite de cuán pequeña puede ser esta ventana viene dado por el error de desplazamiento de entrada del opamp, no desea que se active una vez que el filtro se haya asentado.
Un enfoque simple es hacer que la ruta de derivación se desactive a medida que el capacitor se carga cerca del voltaje de referencia. Simplemente ignore la alta resistencia con una baja resistencia en serie con un diodo.
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