Pérdida de ganancia del amplificador de transimpedancia

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He diseñado un potenciostato de un solo suministro (3.3 V) que inicia las reacciones electroquímicas, convierte la corriente electroquímica generada en un voltaje a través de un amplificador de transimpedancia (el amplificador operacional utilizado fue ADA4528), que luego pasa a través de un nivel bajo. -pasar el filtro y un pin ADC en una placa de desarrollo mbed NXP LPC1768. El valor de ADC se envía a una PC y la corriente se calcula de nuevo y se muestra en tiempo real en una interfaz gráfica de usuario. El circuito tiene una función similar a la del colorímetro CN-0363, que también utiliza ADA4528 como amplificador de transimpedancia.

Las resistencias de retroalimentación probadas fueron 16k, 160k, 1.6M y 16M. He estado usando el generador de corriente Keithley 6221 para probar la función de mi placa y las corrientes aplicadas que caen dentro del rango de salida de voltaje del amplificador operacional para las diferentes resistencias. Mi sistema es muy preciso hasta el final del rango de corriente respectivo, después de lo cual empiezo a perder ganancia. No hay ningún error perceptible para 16k, pero para 160k y 1.6M, las ganancias comenzaron a caer a aproximadamente 0.2V y 0.4V desde el riel positivo. El 16M fue el peor a casi 1 V del ferrocarril. Calculo que la pérdida de ganancia se debe a la variación limitada de la salida del amplificador operacional, cuando los transistores internos salen de la región de saturación. Sin embargo, no sé por qué diferentes resistencias de realimentación dan diferentes oscilaciones de salida, especialmente para un amplificador operacional riel a riel como ADA4528.

Utilicé el mismo condensador de 100pF para compensar todas las resistencias, que, según los cálculos, son excesivamente sobrecompensadoras (aunque debería estar operando a CC, ¿no debería ser un problema?). Sin embargo, descubrí que cuando coloqué un condensador de 100 nF con mi resistencia de 16 M, la ganancia de realimentación se volvió muy precisa y la oscilación de salida ya no estaba restringida a 1 V desde el riel. El efecto secundario fue que hubo una "carga" notable debido a una constante de tiempo significativa.

Para resumir:

  1. ¿Por qué cambia el swing de salida para el ADA4528 cuando se usan diferentes resistencias de realimentación?
  2. ¿Por qué el condensador de 100 nF "corrigió" la limitación de oscilación de salida y el problema de pérdida de ganancia de mi resistencia de 16M?

Cualquier ayuda es apreciada! Gracias!

    
pregunta aceforce66

1 respuesta

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Sospecho que tiene una señal de CA (o ruido) significativa superpuesta a su señal de CC que desconoce. La tapa usualmente se desharía de estos efectos de AC. Básicamente, a medida que aumenta la señal / ruido de CA, se engancha contra los rieles de alimentación y aquí es donde se ve lo que parecen ser no linealidades.

Intente mirar la salida con un osciloscopio para confirmar esto.

    
respondido por el Andy aka

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