¿Por qué el circuito del amplificador operacional no se comporta como se desea?

La pregunta "¿Cuál es mi problema?" no se puede responder con precisión, ya que hay al menos 5 problemas.

1) El problema que le preocupa, las condiciones del amplificador operacional, ha sido abordado por Spehro. Usted está utilizando un amplificador operacional inadecuado. Cambie el amplificador operacional o proporcione un suministro negativo de -12 voltios.

2) Un problema del amplificador operacional no abordado por Spehro es que un 741 no está calificado para producir 20 mA de corriente. Puede funcionar en tu circuito, o puede que no. Una muestra puede funcionar y otra no. El LM358 es mejor, pero su capacidad de corriente máxima es de 20 mA solo a 25 ° C. En el rango completo de temperatura, solo se clasifica para 10 mA. Al igual que con el 741, puede funcionar o no.

3) Aunque ha producido un transmisor de bucle de corriente, no es un dispositivo de 4-20 mA. Según lo configurado, 5 voltios en la entrada producirán 20 mA a través de su resistencia de carga de 100 ohmios. 0 voltios producirá 0 mA fuera.

4) Otra consideración es la respuesta de frecuencia. Ni un 741 ni un LM358 funcionarán a 125 kHz.

5) En relación con 4), enviar PWM en bruto a través de un enlace de 4-20 mA es simplemente tonto. Suponiendo que tiene un uC que produce PWM a 0-5 voltios y desea transmitirlo a un controlador ubicado de forma remota, debe usar un controlador lógico (preferiblemente diferencial). Un bucle de corriente es la peor opción posible. Los controladores actuales, por su naturaleza, tienen una impedancia muy alta: una fuente de corriente perfecta tiene una impedancia infinita. Como resultado, cualquier capacitancia en la línea producirá un grave filtro de paso bajo en el receptor, y su señal PWM se degradará considerablemente. Si está utilizando un bucle de corriente porque ha escuchado que rechaza el ruido, debe conducir una señal de nivel lógico sobre un par trenzado blindado con una impedancia controlada del receptor para que coincida con la impedancia del enlace, y aislar ópticamente el receptor.

No hay opiniones involucradas: el 741 no era un amplificador operacional de 'suministro único', por lo que el rango de modo común de entrada no se extiende al riel de suministro negativo ni la salida puede oscilar hasta ese riel.

Reemplácelo con la mitad de un LM358 y mucho mejorará, aunque esa no es realmente una buena forma de hacer 4-20mA, es preferible tener un lado de la carga conectado a tierra.

Editar: No reveló la frecuencia de PWM, pero los valores que se muestran 100R y 220pF parecen demasiado bajos.