Resonancia en LTSpice usando un amplificador operacional real en una configuración sin inversión

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Estaba tratando de usar el LTC6269-10 en la configuración no inversora para filtrar las altas frecuencias en torno a los 400 MHz, pero cuando graficar el diagrama de Bode en LTSpice muestra una resonancia alrededor de esa frecuencia. Además, si trato de cambiar los valores de las resistencias en el circuito, la resonancia tiende a cambiar y aumentar su valor. ¿Qué podría ser?

Estos son los dos circuitos que he probado:

Yesteeseldiagramabode:

(El verde es el circuito a la izquierda, el rojo es el circuito a la derecha)

    
pregunta Enr T

2 respuestas

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¡Ajá (!) ¡el infame problema de aumento de picos observado en el circuito de amplificador operacional no inversor!

Esta es una de esas cosas que aprendes a tener cuidado. Recuerde que la ganancia de este tipo de configuración de amplificador es: -

\ $ 1 + \ dfrac {R_5} {R_6} \ $ (para el diagrama de la derecha)

Pero esa fórmula oculta el hecho de que la reactancia de los condensadores de fugas debe tenerse en cuenta. El amplificador operacional tiene una capacitancia de entrada de modo común de 0.45 pF y esto derivará progresivamente a R6 a medida que aumenta la frecuencia de operación.

En otras palabras, la ganancia comenzará a aumentar con la frecuencia y la ganancia habrá aumentado en 3 dB cuando Xc = R6. Esto sucede cuando: -

Frecuencia = \ $ \ dfrac {1} {2 \ pi R_6C_ {IN}} \ $

Entonces, la capacidad de entrada es de 0,45 pF y R6 es de 3000 ohmios, por lo tanto, F = 117 MHz. A esta frecuencia, la ganancia del circuito aumenta y sigue aumentando a 6 dB por octava hasta que se ve limitada por la ganancia de bucle abierto del amplificador operacional. La hoja de datos no es muy buena para mostrar gráficamente esto, así que me he tomado la libertad con lo que muestran y extienden: -

El extracto original del DS está a la izquierda y mi versión destrozada está a la derecha. Esperemos que esto explique por qué ves un pico a unos 250 MHz. La línea roja brillante es lo que predigo que será su perfil de ganancia hasta que llegue a la línea roja más oscura (lo que espero que sea la ganancia de bucle abierto si se amplía el gráfico).

Cuando eligió resistencias de valor más bajo (su diagrama a la izquierda), ese pico se eliminó a 400 MHz y esto generalmente se relaciona con lo que debería esperar. Por supuesto, nunca es una ciencia exacta, pero generalmente esto es lo que estás viendo.

En general, la mejor solución es disminuir las resistencias para que el pico se desplace más allá de la ganancia de bucle abierto del amplificador operacional. No veo ningún problema en hacer R6 = 300 ohmios (diez veces más bajo) y hacer que R5 sea 2k7 (también diez veces más bajo).

Recuerda que cuando construyas esto habrá una capacitancia parásita que puede empeorar el problema, por lo que mantener los valores de resistencia bajos será razonable. Tenga en cuenta que el DS también lo dice: -

  

Dado que LTC6268-10 es un amplificador operacional descompensado con una ganancia de 10 estable,   requiere que CIN / CF ≥ 10.

Esto significa que agregar un capacitor a través de la resistencia de retroalimentación debe hacerse con cuidado.

    
respondido por el Andy aka
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Ponga una idea de la capacitancia en la resistencia de realimentación para compensar la capacitancia de entrada. Tal vez 0.1 ~ 0.5pF para R1 = 9K. Y lea atentamente la ficha técnica.

Las resistencias de realimentación de valor más bajo pueden ser útiles.

    
respondido por el Spehro Pefhany

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