Optimizando el comportamiento de recuperación de sobrecarga del amplificador operacional

  

Estoy haciendo algo horriblemente mal

El amplificador operacional elegido es totalmente inadecuado para sus expectativas. El producto de ancho de banda de ganancia es de 2 MHz y eso significa que, como un amplificador de ganancia unitaria, tendrá un ancho de banda de 2 MHz. Con una ganancia de diez, tendrá un ancho de banda de 200 kHz. Con una ganancia de 100 su BW será de 20 kHz. ¡Esperas una ganancia de 300!

Además, el tiempo de establecimiento de la respuesta de paso del amplificador es de 150 usualmente.

  

Si no, puedo obtener una respuesta de salida más rápida de esta configuración

Para operar de la manera que usted planea, necesita un amplificador operacional mucho, mucho más rápido, o necesita encontrar una manera de fijar la tensión del calentador a virtualmente cero voltios para que el opero no tenga que recuperarse de la saturación. y lidiar con una respuesta masiva paso.

  

¿Existe un enfoque más apropiado para hacer esto (en hardware   perspectiva)

Consideraría utilizar una técnica de muestreo y retención para que el termopar se desconecte de la entrada justo antes de que el calentador se encienda y se vuelva a conectar justo después de que el calentador se apague. Use un condensador de 100 pF para "mantener" el voltaje del termopar cuando no esté conectado.

Ponga 3 diodos de baja capacitancia de baja fuga en serie. Ahora, manténgalo en paralelo con su resistencia de realimentación R9.

Cuando el voltaje de salida del opamp llega a ser lo suficientemente alto, los diodos se conducirán y su ganancia de 200x se convertirá en un seguidor de ganancia unitaria.

Esto evitará que se recorte el opamp, por lo que no tendrá que recuperarse del recorte. Sin embargo, no convertirá este opamp lento en uno rápido. Siempre puedes intentarlo, es simple y barato.

Todos los opamps de autocero sufren un largo tiempo de asentamiento después de la saturación debido a las constantes de tiempo largas necesarias en la ruta del autocero. Lo he visto llevar muchos milisegundos con algunos amplificadores

Este diagrama de la sección 4.1.2 de la hoja de datos muestra los aspectos importantes del opamp.

El amplificador principal es un amplificador convencional con probablemente milivoltios de desplazamiento pero el ancho de banda completo del amplificador final.

El amplificador Null es un amplificador chopper lento con microvoltios de voltaje de compensación pero bajo ancho de banda.

Periódicamente (cada 40 us en este caso) el amplificador nulo está conectado para detectar el voltaje en la entrada del amplificador principal y, si no es cero, establecer un voltaje de corrección en Cfw para hacer que se desplace el offset del amplificador principal a un nivel muy bajo.

Este proceso de autocero se interrumpe cuando el indicador está en saturación y Cfw se cargará a un voltaje relativamente alto en un intento de poner a cero el desplazamiento, esto sucede cuando está conduciendo el calentador.

Cuando los voltajes de entrada normales se reanudan, Cfw tarda mucho tiempo en descargarse a la tensión de operación correcta; todo este tiempo el amplificador principal estará saturado.

Estoy de acuerdo con las sugerencias de @autistic y @Andy Aka para desconectar el amplificador de la fuente de saturación mientras se produce el calentamiento. Incluso entonces deberá tener cuidado de que la inyección de carga por el interruptor analógico u otro dispositivo que use no cause una saturación significativa durante el tiempo suficiente para causar un problema.