Capacitancia en la salida de un amplificador operacional

La mayoría de los OA tienen capacidades limitadas de carga capacitiva. El origen es bastante intuitivo. Considere el simple circuito de abajo. A la izquierda hay un OA real. A la derecha, el OA tiene las mismas características (polos, etc.) pero la resistencia de salida se muestra externamente.

Esto tendrá el efecto de crear un polo, con la constante de tiempo \ $ R_ {out} \ cdot C \ $.

Este polo reducirá el margen de fase de tu sistema.

Caso de limitación: C es tan grande que puede considerarse un corto. Entonces, en realidad está eliminando la retroalimentación, ¡y obtiene un comparador (asumiendo que la retroalimentación no es cero Z)!

En cambio, si hay una resistencia "lo suficientemente grande" en serie a C (R19 en su circuito), la serie RC agregará un polo (con la constante de tiempo \ $ (R_ {out} + R_ {19}) \ cdot C \ $) y cero (con constante de tiempo \ $ R_ {19} \ cdot C \ $). Si, como se dijo, R19 es lo suficientemente grande, las constantes de tiempo cero y de polo son lo suficientemente cercanas y el efecto general es insignificante (caso límite: R19 es infinito).

Intuitivamente, después de la frecuencia cero, la serie R ₁₉ -C actuará como una carga, y no abrirá la retroalimentación (cambiará el factor de atenuación de retroalimentación, pero si \ $ R_ {19} > > R_ {out} \ $, entonces esta variación también será despreciable).

EDITAR: En su caso, el circuito será estable.

EDIT2: la siguiente consideración ya no es válida con las nuevas ediciones de los esquemas realizados por el OP:

Supongo que "Señal de entrada" en sus esquemas es una señal actual (es decir, no es una fuente de voltaje conectada), de lo contrario el circuito no funcionará.

^{simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab}

Algunos opamps pueden tener un problema al conducir un condensador a tierra o suministrar el significado directamente , sin ninguna resistencia adicional de la serie.

No tiene este problema mientras R19 esté presente y tenga un tamaño superior a 500 ohmios o algo en ese orden.

Cuando un opamp tiene un condensador grande a tierra o se suministra directamente a la salida y la salida también se usa en una configuración de retroalimentación, puede ocurrir inestabilidad o el circuito podría funcionar como un oscilador.

Ambos opamps tienen bucles de realimentación, pero el condensador grande C10 no está directamente en ninguna salida de opamp, por lo que no veo ningún problema potencial de estabilidad con este circuito. Aquí, el R19 guarda su día ya que separa el circuito opamp del condensador grande C10.

Tim Green escribió una muy buena y práctica tutorial sobre la estabilidad de opamps. Hay muy pocas fórmulas y trata de dar una intuición usando muchos gráficos y dibujos.

Permite cortar a través de la mano y proporcionar una respuesta específica a Rseries, para amortiguar el sonido.

Los OpAmps tienen una excelente ruta a bajas frecuencias, y esa ruta aumenta continuamente por encima de la frecuencia de reducción de ganancia de bucle abierto, a menudo 10Hz o 100Hz. El aumento en la ruta también muestra un cambio de fase de 90 grados. El resultado es que el OpAmp tiene Zout inductivo, por encima de esa frecuencia de esquina de 10Hz o 100Hz.

Esa inductancia, dada una capacitancia en Vout, sonará a menos que se humedezca adecuadamente. ¿Podemos predecir Lout (inductancia de salida)? Algunos opamps proporcionan un gráfico de Rout versus freq; si es así, toma la Ruta en UGBW (es posible que tengas que extrapolar) y calcula la Ruta = 2 * pi * Freq * L, resolviendo para L.

Un opamp con 100 ohmios de enrutamiento a 1MHz (muchos opamps comunes), tiene una inductancia de

L = 100 / (2 * pi * 1e + 6) = 16 microHenry.

¿Cómo humedecer? Use la fórmula Rdampen = sqrt (L / C), derivada de considerar las diversas ecuaciones para Q = 1 para R y L, y R y C, y se combinan para eliminar la Frecuencia como una variable.

Dada la inductancia de salida de 1uF Cload y 16uH, la Rdamp correcta es sqrt (16/1) = 4 ohms.