Oscilaciones en el voltaje de precisión al diseño del convertidor de corriente

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Estoy tratando de rediseñar el Diseño de precisión de TI: nivel bajo (5uA) Convertidor V-a-I . Mis objetivos de diseño son:

  • Aumente el ancho de banda de alrededor de 1kHz a 100kHz (idealmente de 1MHz en el futuro)
  • Aumente el rango de salida de 0-5uA a 0-50uA

Para aumentar el rango de salida, simplemente reduje Rset en un factor de 10 a 10kOhm. Para aumentar el ancho de banda, necesitaba seleccionar un nuevo amplificador operacional y un amplificador de instrumentación; Mientras seleccionaba estos amplificadores, prioricé GBWP > voltaje de compensación de entrada > deriva de desplazamiento. Mi razón para esto es que la nota de la aplicación TI dice que las especificaciones de diseño clave para los amplificadores son la desviación de voltaje y la desviación, pero con mi objetivo de aumentar el ancho de banda moví GBWP a la parte superior.

Me decidí a reemplazar el OPA333 con el OPA277 y el INA326 con el INA118. Tenga en cuenta que cambié de un solo extremo a una potencia de +/- 15V, esto fue necesario para encontrar amplificadores con el ancho de banda que yo quería. Mi esquema de toda la configuración rediseñada se encuentra al final de esta publicación.

Estaba teniendo problemas para simular con varias herramientas SPICE (no pude conseguir que los modelos de TI funcionen en OrCad PSPICE y la TINA de TI se haya congelado en mí), así que hice un PCB de giro rápido con el circuito después de conseguir algunas simulaciones vagamente similares en ejecución. Lo que encontré en el laboratorio es que mi circuito oscila a unos 25 kHz y es completamente inutilizable. Estoy seguro de que es mi red de compensación, ya que no cambié ninguno de los valores del diseño de TI, por lo que tiene mucho sentido que mi ancho de banda no sea el deseado de 100 kHz. Me cuesta entender cómo se seleccionan los valores de la red de compensación y cómo puedo diseñar algo que sea estable. ¿Alguien puede indicarme la dirección correcta u ofrecer algún consejo?

Debo tener en cuenta que intentaré conducir esta corriente a una carga capacitiva (aproximadamente 10uF después de varios pies de cableado). Para las pruebas de primer nivel de la mesa de trabajo, estaba intentando conducir la corriente a una carga de 50 kOhm (todavía no hay una gran capacidad).

    
pregunta jleiker

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Para cumplir con los criterios de un oscilador, debe tener una retroalimentación positiva con una ganancia de uno o más. Su amplificador operacional según lo configurado actuará como un integrador a frecuencias más altas, por lo que tiene un cambio de fase de 90 grados (además de los 180 grados de la retroalimentación negativa) y con la mayor ganancia del amplificador del instrumento en el extremo superior, se ha reunido El criterio de oscilación. El circuito TI original se basa en la reducción de la respuesta del amplificador de instrumentación (que proporciona una ganancia más baja a una frecuencia más alta) para mantenerse alejado de esta condición. Si regresara al amplificador de instrumentación original con su red de desactivación R2C2, su circuito probablemente sería estable pero con la respuesta de frecuencia más baja de 1 Khz.

También puede considerar que, debido a que I = c dv / dt, sus 50 uA en una carga de 10 uF solo proporcionarán una tasa de rotación de voltaje de salida de 5 voltios por segundo. A 1 Mhz o incluso a 100 Khz, cualquier cambio en la corriente cargará principalmente el condensador grande a esta velocidad muy lenta, por lo que la respuesta de voltaje a 1 Mhz será de unos pocos microvoltios.

    
respondido por el John Birckhead

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