Confusión con un método de medición sugerido para una impedancia de entrada opamp

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Antes de hacer mi pregunta, quiero mostrar la sonda y el modelo de alcance que uso en la simulación:

Enlosesquemasanteriores,laseccióndentrodelrectángulorepresentaunconjuntodesondasdealcanceparaelacoplamientodeCCa10XqueestáacopladoalaredinternadelalcanceC3R6.TambiéncoloquéelcondensadordecompensaciónC4demodoqueparaunaentradacuadradamuynítida,lasalidaenelextremodelalcanceseaunaondacuadradanítida,comosemuestraenlossiguientesgráficos:

Asíqueahorausaréestemodelodesondayalcanceparamipregunta.

Lapreguntaessobrelasiguientetareadeuntextodelaboratorio:

Aquímodelélaimpedanciadeentradadeesteseguidoryelalcancedelasondadelasiguientemanera:

Lo que entiendo de esto es que, la impedancia de entrada extremadamente alta de la entrada no inversora del opamp no nos permitirá medirla correctamente. Esto se debe a que la impedancia máxima del alcance es de 10Meg y cuando se sondea será paralela a la gran impedancia de entrada del opamp y la relación de Vp / Vin no revelará la resistencia de entrada del opamp, verá la impedancia de entrada alrededor de 10Meg.

Pero a altas frecuencias, como dice el texto, la capacitancia de entrada del opamp domina. Así que se mencionó que uno puede medir la capacitancia de entrada midiendo el punto f3dB. Pero los condensadores de la sonda y el alcance tienen un gran efecto en esta medida. Así que midiendo Vp / Vin puedo encontrar la frecuencia. para el punto f3dB y de la fórmula f3dB = 1 / (2 * pi * R1 * C1) y puedo encontrar C1, que es la capacitancia de entrada del opamp. Pero el problema es que la capacitancia de la sonda y el alcance están efectuando mucho esta medición. Lo comprobé con la simulación y no tiene sentido sin tener en cuenta los circuitos de sonda y alcance.

El texto es confuso y no responde a esto.

Entonces, mi pregunta es, ¿es posible medir la impedancia de entrada aquí utilizando los métodos mencionados en el texto?

Editar:

La respuesta de uint128_t me dio una idea.

¿Qué tal si primero mido el punto 3dB cuando la sonda y el alcance están conectados pero sin opamp y encuentro la capacitancia total (causada por el sistema de alcance de la sonda) para la frecuencia 3dB? Me refiero a 1Meg y la capacitancia total Ctotal causará 3dB a una frecuencia. Observamos suministrados por un generador.

Y después de esto ahora, si también acoplo el opamp al sistema y encuentro de nuevo un nuevo punto 3dB y una nueva frecuencia de esquina correspondiente, y nuevamente puedo encontrar el nuevo Ctotal permite llamar a este Ctotal '. Ahora podemos decir Copamp = Ctotal'-Ctotal?

    
pregunta user1234

2 respuestas

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Entonces, mi pregunta es, ¿es posible medir la impedancia de entrada aquí utilizando los métodos mencionados en el texto?

No estoy convencido de que pueda medirlo con precisión, ya que puede ser ridículamente pequeño según el amplificador que elija, pero creo que al menos debería poder aproximarse al punto de -3 dB.

Una simulación rápida en LTSpice parece confirmar esto: barrer el valor de C1 (desde, digamos 1fF a 100pF), usar el análisis de CA y ver cómo cambia la respuesta.

En el banco, primero debes determinar dónde está tu esquina de -3 dB, sin el op-amp conectado. Es decir, conecte el alcance a la resistencia 1M (que probablemente esté conectada a un generador de forma de onda), y barrer la frecuencia. Debería poder ver la esquina a frecuencias bastante bajas debido a la alta impedancia de la fuente (mi simulación LTSpice muestra una esquina a ~ 2,5 kHz sin el "op-amp" conectado, pero eso dependerá mucho del resto de su entorno y equipo).

Conectar el amplificador operacional (si tiene una capacitancia de entrada alta, si tiene una capacitancia de entrada de 100 fF o algo así, probablemente no sea un buen candidato) debería mover un poco la esquina de -3 dB, aunque es posible que deba mirar el punto de -6 dB para encontrar mejor la tendencia.

En mi simulación, parece que cambiar la capacitancia de la sonda o la capacitancia del alcance en realidad no cambia esto por un amplio margen.

Entonces, ¿es una buena manera de medir la capacitancia de entrada de un amplificador operacional? No, y siempre debe tener en cuenta que la medición de señales de alta impedancia (o rápida) con una sonda de alcance pasivo puede causar problemas. Sin embargo, con un amplificador operacional suficientemente capacitivo, creo que al menos debería ser capaz de observar la diferencia entre un amplificador operacional y ningún amplificador.

Oh, y para medir realmente la capacitancia de entrada , definitivamente mire la respuesta de Tony, es genial.

    
respondido por el uint128_t
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Para medir la capacitancia de entrada, usaría un divisor de voltaje de capacitancia comenzando con la serie 1pF y lo ajustaría para obtener Vout / 2 con un búfer de ganancia unitaria.

  • utilizando Rin > = 10M para sesgar dentro del rango de CM, esto se convierte en un HPF, f debe estar por encima de 1 / (2pi R fCin) para f < GBW, por lo que la prueba puede estar entre 20k ~ 1MHz o menos.

simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab

También puede usar una onda cuadrada y usar el voltaje máximo de la salida diferenciada en el mismo rango de frecuencia.

    
respondido por el Tony EE rocketscientist

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