¿Por qué mi amplificador oscila cuando intento reducir el ancho de banda?

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Tengo un amplificador opamp x100, que parece funcionar:

simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab

Hoja de datos para el opamp: aquí . Los diodos están ahí para proteger las entradas del opamp (costoso). El opamp se alimenta de rieles de + -250 V, con tapas de desacoplamiento de 1 nF y 100 nF justo por los pines, y tengo menos ruido del que puedo medir con mi alcance y sondas (< 10mVptp).

Construí y probé el circuito. Funciona, pero me gustaría reducir el ruido presente en la salida. Dado que el DAC es relativamente ruidoso a aproximadamente 10kHz y armónicos, pensé que podría reducir el ancho de banda del amplificador. Intenté agregar 15nF en paralelo con R3, con la expectativa de que esto reduciría la ganancia de alta frecuencia. Simular en LTSpice con un opamp genérico sugirió que debería funcionar. Pero comenzó a oscilar a aproximadamente 1-2MHz, riel a riel.

Me he dado cuenta de que realmente no entiendo los criterios para que oscile un amplificador. ¿Por qué mi amplificador está oscilando? ¿Y cómo debo reducir el ancho de banda sin oscilación?

    
pregunta Jack B

2 respuestas

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Su amplificador parece tener pines para un límite de compensación deliberado. Los agregaron por una razón, lo que implica que el capacitor habitual de la salida directamente a la entrada negativa podría no funcionar tan bien. Parece que confirmaste eso. Si quieres que el amplificador sea más estable, aumenta C1.

Para reducir el ruido fuera de banda, intente agregar un poco de filtrado de paso bajo de la señal de entrada. Por ejemplo, podría dividir R1 en dos mitades y poner un condensador a tierra desde el punto medio.

    
respondido por el Olin Lathrop
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Si el DAC es un poco ruidoso, también es probable que el suministro de 5 voltios sea un poco ruidoso y esto significa que la unión de R4 y R5 también es un poco ruidosa. Normalmente, los ingenieros colocan 1 uF a 0 voltios en ese punto, por lo que es algo muy fácil de probar.

Si el ruido sigue siendo un problema, filtre la salida DAC antes de alimentar la resistencia R1. Si observa la hoja de datos del dispositivo, puede ver que con un condensador de compensación de 4.7 pF, el amplificador estará prácticamente estable sin agregar el condensador de realimentación. Agregar el capacitor de realimentación ciertamente parece que el amplificador operacional se volverá inestable entre 2 MHz y 3 MHz (ver gráfico de respuesta de fase).

No ha mostrado los desacopladores del riel de alimentación en su circuito: la hoja de datos del PA95 dice: -

  

Se requiere una derivación de la fuente de alimentación de cerámica de 0.01µF o mayor

¿Has hecho esto? ¿Cuánto ruido tiene en los rieles de alimentación?

    
respondido por el Andy aka

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