¿Por qué mi circuito operativo solo da una ganancia global de x10?

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Diseñé el circuito a continuación después de una sugerencia de que usara dos etapas de ganancia en lugar de una etapa grande con un opamp caro. Esto ayuda a mantener bajo el costo de mi circuito (la misma aplicación ha sido discutida en mi preguntas anteriores ).

Mi esquema es:

Mipensamientoaldiseñarelcircuitofue:

  • U1amortiguaelterrenovirtualVcc/2(talveznoseanecesarioparaalmacenarlo,peronoesperjudicial)
  • U3debecoincidirconlaimpedanciadeentradade52ohmiosyamplificarx10( hoja de datos OPA355 )
  • U4 debería amplificar un x10 adicional

La señal de entrada es de 5Mhz y el circuito está en una PCB, como se ve a continuación.

Entonces, para una pequeña entrada de 10mVpp espero aproximadamente 1Vpp. Probablemente reduciré la ganancia general una vez que haya realizado algunas pruebas, pero x100 es un buen lugar para comenzar las pruebas.

Con una entrada de 10 mVpp de un generador de señal, la verificación de TP2 con un alcance muestra virtualmente la misma señal que la entrada. Las pruebas en TP3 muestran una señal x10 más grande que la entrada.

Supongo que debo haber cometido un error básico muy tonto. Por lo tanto, mi pregunta es: ¿alguien puede indicar qué es lo que está mal en el circuito, lo que da como resultado solo una ganancia global de x10?

Nota: Actualmente no estoy probando el comparador (U2), ya que todavía no he integrado la segmentación de datos que se analizó en mi pregunta anterior. También estoy usando la misma sonda de alcance para todas las mediciones, así que no estoy confundiendo las configuraciones x1 / x10 por accidente.

    
pregunta David

2 respuestas

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La impedancia de su condensador de acoplamiento de 100pF es demasiado alta a 5MHz (aproximadamente 318 ohmios). en comparación con la resistencia de 52 ohmios.

La impedancia total de la combinación en serie es de aproximadamente 322 ohmios (se agregan en cuadratura), por lo que se obtiene una ganancia ideal de 1.58 desde la primera etapa y 10 desde la segunda etapa.

    
respondido por el Spehro Pefhany
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Está utilizando un LM358 como un generador de riel medio. Está esperando que proporcione un voltaje de punto medio constante y sea estable como una roca en presencia de una señal de 5 MHz que se infligirá a través del resistor de 100kohm R8 .

R8 es grande en valor, pero su ganancia también es grande: el LM358 tiene un ancho de banda de ganancia unitaria de 1 MHz y no puede esperar mantener su salida estable dado que la salida también es en serie con una resistencia de 1 kohm. no tiene la velocidad para mantenerse al día con las pequeñas (pero relevantes) fluctuaciones que vienen a través de R8. Lee esto: -

Reemplace el generador de riel intermedio con resistencias de 1 ky un condensador de 100 nF o, simplemente por diversión, suelte una tapa de 100 nF entre TP1 y tierra y vea qué sucede.

Incluso si R9 está en cortocircuito, todavía tiene el problema básico de que su carril central está siendo infligido con una señal de 5 MHz, aunque es peor porque el generador de carril intermedio resistivo es ahora una impedancia de 100k // 100k = 50k.

De hecho, R8 no es necesario porque has desacoplado la entrada con C1. Entonces, retire R8 y vea que pasa. Además, C1 tiene una impedancia demasiado alta incluso a 5 MHz.

    
respondido por el Andy aka

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