Como seguimiento de mi pregunta anterior , donde busco determinar la amplitud de una onda sinusoidal de 2 MHz, me conformé con una solución basada en amplificador operacional. Para recordar, mi entrada tiene una amplitud máxima de 240 mV; de hecho, me gustaría ir más bajo que esto, siempre y cuando la precisión de salida no se vea afectada significativamente. Habiendo relajado mis requisitos de precisión para el circuito (estoy dispuesto a aceptar un error del 5% en el valor de amplitud / RMS de la onda sinusoidal), he encontrado un amplificador operacional más barato, a saber, el MAX4453 . Las principales especificaciones de interés son: ancho de banda de 200 MHz, velocidad de giro de 95 V / µs, desviación de entrada típica de 400 µV y corriente de polarización de entrada típica de 800 nA. Maxim proporciona un modelo SPICE para esta opción amp.
En principio, después de rectificar la onda, pude filtrar con paso bajo la salida y leer el valor de DC \ $ V_ {DC} \ $, que estaría relacionado con el valor pico \ $ V_ {pk} \ $ by \ $ V_ {DC} = V_ {pk} / \ pi \ $ para un rectificador de media onda, y \ $ V_ {DC} = 2 V_ {pk} / \ pi \ $ para un rectificador de onda completa. Por lo tanto simulé el siguiente circuito (el mismo mencionado en mi pregunta anterior):
Determinéquehayunaciertadistorsiónenlaondadesalida,especialmentecercadeloscrucesporcero,donde\$A_1\$cambiaentrebucleabiertoycerrado,comosemuestraenlasiguientesimulación:
Obviamente, tal distorsión introduciría incertidumbre en el valor de \ $ V_ {DC} \ $ y, por lo tanto, reduciría la precisión con la que se puede determinar \ $ V_ {pk} \ $.
Por lo tanto, decidí que un detector de picos podría ser una solución más apropiada. Al agregar un capacitor de 1 µF a la salida del rectificador anterior, obtengo el siguiente resultado de simulación:
Acercamientodespuésdequeelcondensadorsehayainstalado:
El valor promedio de la salida es ~ 215 mV en comparación con una entrada de 240 mV, por lo que alrededor del 10% de error y por lo tanto, fuera de mis especificaciones. Aparentemente, el límite de corriente de salida del amplificador operacional evita que el condensador de 1 µF se cargue lo suficientemente rápido. La solución obvia sería reducir la capacitancia; desafortunadamente, la alta impedancia de salida de \ $ A_2 \ $ (debido a \ $ R_2 \ $) se traduce en una caída excesiva en el capacitor.
He probado algunos circuitos alternativos, con resultados similares. En particular, el siguiente circuito rectificador de media onda muy simple parece funcionar tan bien como el circuito anterior:
La menor impedancia de salida del amplificador operacional en este circuito significa que la caída es aceptable con un capacitor de 1 nF. Aquí está el resultado de la simulación:
Acercamientodespuésdequeelcondensadorsehayainstalado:
Está claro que no hay mejoras (aunque, por supuesto, el circuito es más sencillo y barato).
Mis preguntas: ¿hay alguna topología de circuito alternativa que deba probar, que haga que la salida se acerque más al valor máximo de la entrada? ¿Debo buscar otro amplificador operacional? ¿Qué características específicas del amplificador operacional debo buscar para mejorar?
