Ich weiß, dass es einen kleinen Phasenspielraum hat. Aber warum schwingt es nicht auf Schienen?

Ich bin an meinem Arbeitsplatz auf ein Problem mit der folgenden Schaltung gestoßen. Ich habe eine OL-Antwort gemacht und gesehen, dass der Verstärkungsspielraum 21 db und der Phasenspielraum 14 Grad beträgt. Offensichtlich nicht so gut. Beachten Sie, dass die 680nF-Kappe ein bestückter Kondensator auf einer Platine ist!!

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Ich habe den Testpunkt (TP) mit einem Oszilloskop gemessen und eine kleine Schwingung von 50 mV bei 42 kHz gesehen. Ich fand das interessant, weil die letzten paar Male, als ich eine instabile Schaltung sah, sie von Schiene zu Schiene oszillierten. Die Oszillation, die ich sehe, scheint nicht auf Instabilität zurückzuführen zu sein - ich denke, sie stammt von einer Einschaltladung an der Kappe und die Rückkopplung des Verstärkers versucht, sie auf die richtige Spannung zu bringen, was eine kleine Oszillation verursacht, wenn sie überschwingt . Wenn das Netzwerk gestört wird (ein Kollege berührt die 1,3-kΩ-Widerstandsleitung), hört es auf zu schwingen. Ein Leistungszyklus wird manchmal dazu führen, dass es erneut schwingt. Hat jemand eine bessere Erklärung oder Lesestoff, mit dem ich mich anfreunden kann?

Meine Neigung ist es, die Kappe aus der Stückliste zu entfernen. Aber ich würde gerne versuchen, die Absicht des ursprünglichen Designers zu verstehen. Ich habe versucht, online nach Umständen zu suchen, warum Sie versuchen würden, einen Ausgang einer Operationsverstärkerschaltung mit zusätzlicher Kapazität zu versehen. Ich finde viele Informationen über Heilmittel und Verneinungstechniken. Hat jemand interessante Geschichten oder Gründe, warum er einem Operationsverstärkerausgang eine Lastkappe hinzugefügt hat?

UPDATE Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein Beim Einschalten wird dies in eine Schwingung versetzt, die sich um 400 mV Spitze-Spitze einpendelt. Wirkt eindeutig instabil – kein Wunder bei der gegebenen Phasenreserve. Mir ist nur die Mechanik nicht klar, die vorschreibt, wie sie sich bei 400 mV einpendelt.

Haben Sie aus reiner Neugierde mit dem Oszilloskop die Stromanschlüsse des Operationsverstärkers sondiert, um nach Spannungsschwankungen auf den Stromschienen zu suchen? Mit anderen Worten, sind Sie sicher, dass Sie beispielsweise keinen instabilen LDO-Spannungsregler haben?
Ja, eine kleine Welligkeit von den Schienen, aber gut versteckt im Messrauschen.
@klamb - versäumen Sie nicht, eine der Antworten zu akzeptieren. So werden Ihre Befragten für ihre Arbeit „bezahlt“ :)

Antworten (2)

Der Designer hat möglicherweise beabsichtigt, einen Bandpass oder einen Tiefpassfilter zu erstellen, hat jedoch versäumt, eine Impedanz / einen Widerstand zwischen dem Kondensator und dem Operationsverstärker zu platzieren. Aber das ist reine Spekulation und dafür hat EE.SE keinen Platz.

Eine Sache, an die man sich erinnern sollte, ist, dass Verstärker und ADCs eine Eingangsimpedanz haben, in diesem Fall beträgt R1 30 kΩ (aus dem Datenblatt).Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Ich sehe keinen Grund, den Kondensator in seiner aktuellen Konfiguration auf der Platine zu belassen. Er lädt den Operationsverstärker mit Kapazität. Konvertieren Sie die Schaltung entweder in einen Tiefpassfilter (und reduzieren Sie Ihr Rauschen). Eine gute Referenz sind Operationsverstärker for Everyone von TI oder irgendein Designhandbuch für Operationsverstärker von einem analogen Hersteller.

Erfahren Sie, wie Sie Filterberechnungen durchführen, überprüfen Sie das LT1001-Datenblatt für Informationen zur Kapazität (Abb. 1001 G20) für Informationen zum Überschwingen. Entwerfen Sie Sachen mit Handberechnungen, führen Sie dann vielleicht eine Simulation in LT Spice durch und implementieren Sie dann die Änderungen und testen Sie sie, um zu sehen, ob sie Ihre Situation verbessern.

Ich stimme zu, dass die Obergrenze von 680 nF keinen Sinn macht. Wenn sie den Gewinn abrollen wollten. (LP) dann viel besser, eine Kappe parallel zum 10-kOhm-Widerstand in den Rückkopplungspfad zu legen. (Oh, Schaltkreise schwingen nicht immer auf den Schienen.)
Denn durch das Setzen der 680-nF-Kappe in Kombination mit der Ausgangsimpedanz des Verstärkers wird bei höheren Frequenzen ein "Buckel" in die Übertragungsfunktion eingeführt. cds.linear.com/docs/en/application-note/an148fa.pdf Kurz gesagt, Sie verursachen Instabilität. Wenn Sie sich auch Diagramm 1001 G20 ansehen und es sich wie ein unterdämpftes System vorstellen, wenn Sie das Überschwingen erhöhen. Wenn Sie die Kapazität im System weiter erhöhen, wird das System schließlich niemals dämpfen und oszillieren.
Beachten Sie, dass bereits vor der Operationsverstärkerstufe eine Stange aus dem RC erstellt wurde. Aus Systemsicht besteht bei dieser Anwendung keine Notwendigkeit für einen Bandpass. Es scheint, als wäre das absichtliche Hinzufügen einer Lastkapazität zum Ausgang eines Operationsverstärkers ziemlich weit hergeholt - daher interessiere ich mich für die Absicht.
Soweit die Absicht geht, denke ich, dass die Absicht darin bestand, Rauschen zu reduzieren oder Filter zu erzeugen, wie Sie es auf einer Stromschiene tun würden, ohne die Probleme zu berücksichtigen, die es verursachen würde. Sie können in einer analogen Signalkette nicht nur Salz- und Pfefferkappen verwenden, Sie können damit auf Stromschienen davonkommen, da sie hauptsächlich mit Gleichstrom betrieben werden.
Ja, da sind unsere Köpfe auch gelandet. Obwohl ich Spehros Gedanken mag. Aber dies ist ein langsames Eingangssignal vor dem 33-Hz-Filter ... und das ist eine Menge Obergrenze für den Ausgang.

Der Ausgang des Operationsverstärkers verhält sich nicht unbedingt linear – es gibt beispielsweise eine Strombegrenzung und eine Begrenzung der Anstiegsgeschwindigkeit. Daher ist es nicht ungewöhnlich, dass sich diese Art von Fehlern als Schwingungen mit kleiner Amplitude zeigt.

Manchmal ist eine kleine Kapazität am Ausgang oder zwischen Eingängen in extremen EMI-Situationen hilfreich, aber auf Kosten von Stabilität und Rauschen.

Versuchen Sie, die Phasenreserve mit einem Signal mit kleinerer Amplitude zu bestimmen – es ist eindeutig nahe Null.

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