¿Ruido en el diseño del amplificador operacional o EMI?

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Lo siento por el largo post, pero he estado tratando de resolver esto mentalmente.

El circuito en el que estoy trabajando se basa en carga ficticia de EEVBlog . El circuito funciona utilizando un amplificador operacional para establecer el voltaje en una resistencia de derivación de corriente y quemar el resto del voltaje a través de un mosfet.

ElvoltajeseestableceenelamplificadoroperacionalalfiltrarunaseñalPWMdeunAtmega328P.Estaesmiprimeratarjetamixtaanalógica-digital,porloquemeparecióundiseñoútilparaempezar;Noestansorprendentequetengaproblemasconesto.Enresumen,tengomuchoruidoenlaslíneasconectadas/cercadelamplificadoroperacional.

Eneste enlace imgur se encuentran capturas de pantalla de las áreas relevantes de diseño de PCB y esquemáticas. (No tengo suficiente reputación para publicarlos todos aquí.) Cuando lo construí en una placa de pruebas, todas las señales se veían bien. Las capturas de pantalla de oscope de la tensión posterior al filtro de la placa de pruebas (neta N $ 2) y la tensión de realimentación (neta N $ 1) muestran las tensiones medias dentro de los 3 mV entre sí, por lo que todo parecía estar en orden.

Voltaje de realimentación ruidosa (N $ 1) en PCB con carga presente: -

CuandoarméyprobélaPCB,losvoltajesderetroalimentaciónydefiltroposteriortienencantidadesextremasderuido(consultelaPCBderetroalimentaciónconlaimagendecarga).Elruidoaumentacuandolatensiónposterioralfiltrotambiénaumenta.Cuandoseeliminalatensióndecarga(peroaúnconlatensióndefiltroposteriorestablecida),elruidodesaparece;vealaimagendePCBsinfiltroposterior

MiprimerpensamientofuequelaseñalPWM(ISETdered)estabacausandoelproblema,asíqueapaguéelPWMyapliquéunvoltajeconstantealaentradadelamplificadoroperacional(N$2).Estotodavíaresultóenlosmismosproblemasderuido.LuegoverifiquéelvoltajedecargaenlaPCBydescubríquetambiéneraruidoso.Cuandoprobéelvoltajedecargaenunaplacadepruebasconunaresistenciadepotencia,noesruidosoconunVppdesolo~30mV(esunaverrugadeparedoriginaldeAppleiPhone).Tambiéntengaencuentaquenohuboproblemasconlaimplementacióndeltablero,porloquelafuentedecarganodeberíaserlafuentedelosproblemas.

Misiguientepensamientoescortarlatrazadevoltajederealimentación(N$2)yusarunpuenteparadesviarlodetodo,peroesorequeriríaladestruccióndelaPCB.Entonces,antesdehacercualquiermodificaciónpermanente,¿alguientienealgunasugerenciaoideadeporquélaversióndePCBnofuncionacuandolaplacafunciona?¿Tienequeverconelenrutamientodeseguimiento?¡Graciasporcualquierayuda!

Aquíhayalgunainformaciónrelevante:
Amplificadoroperacional:MicrochipMCP604(DIPparabreadboard,SOICparapcb)
Mosfet:NXPPSMN022-30PL
PWM:15.6kHz,0-5V
Voltajedecarga:verrugadeparedAppleiPhone,5V,1A

EDIT1

ImplementéalgunoscambiosqueAndysugirió.¡Elvoltajederetroalimentaciónoriginalmenteteníaunpk-pkde680mVconunamediade130mV!Despuésdedisminuirlaresistenciadelapuertaa50ohmios,elVppfuede650mV.Reducirsimásnoteníaefecto.Entoncesquitéeltampónseguidordevoltajederealimentación.EstoredujoaúnmáslaVppa450mV.Tengounesquemaactualizadoenel enlace imgur que intentaré a continuación.

EDIT 2

Las oscilaciones se fijaron agregando la resistencia en línea y el condensador entre la salida del amplificador operacional y el terminal inversor. También aumenté la resistencia de la puerta a 300 ohmios según la hoja de datos del amplificador operacional.

    
pregunta user1022934

1 respuesta

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Está oscilando bajo condiciones de carga debido a que la resistencia de 100 ohmios que alimenta a la puerta forma un filtro de paso bajo con la capacitancia de la fuente de la puerta (aproximadamente el 50% de la misma) y agrega otras decenas de grados de cambio de fase y, a cierta altura -A la frecuencia, el margen de fase ya no es un margen y oscila.

Dos cosas lo empeoran: -

  • La resistencia de 100 ohmios (como se mencionó anteriormente)
  • El búfer op-amp de las resistencias sensoriales en el bucle de retroalimentación.

Puedes intentar deshacerte de ese búfer op-amp y reemplazarlo con una resistencia en serie desde las resistencias sensoriales hasta la entrada inversora de la operación principal. Luego agregue una capacitancia de realimentación de 10 nF entre la entrada y salida de inversión de dicho filtro.

O, puedes simplemente pasar por alto ese amplificador operacional innecesario y ver qué sucede Y reducir la resistencia de 100 ohmios.

    
respondido por el Andy aka

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