วิธีแก้ไขเสถียรภาพของผู้ติดตามแรงดันไฟฟ้า op-amp

ฉันกำลังใช้ op-amps ( OPA4344 ) จำนวนหนึ่งในวงจรและใช้หนึ่งในนั้นเพื่อให้ค่า VCC / 2 สำหรับ virtual ground ไปยังด้าน + ของ op-amps อื่น ๆ อีกหลายตัว

VCC คือ +5 โวลต์ เมื่อฉันเพิ่มพลังให้บอร์ดฉันได้รับ 2.5v จากเอาท์พุท แต่หลังจากนั้นไม่นานเอาท์พุตก็กระโดดไปประมาณ 4.5 โวลต์และอยู่ที่นั่นจนกว่าฉันจะปิดและเปิดใหม่อีกครั้ง

ฉันอ่านที่นี่ว่า:

เนื่องจากข้อเสนอแนะที่แข็งแกร่ง (เช่นได้รับเอกภาพ) และลักษณะที่ไม่เหมาะของแอมพลิฟายเออร์ที่ใช้งานจริงระบบตอบรับนี้มีแนวโน้มที่จะมีระยะขอบที่ไม่มั่นคง ดังนั้นระบบอาจไม่เสถียรเมื่อเชื่อมต่อกับโหลดตัวเก็บประจุที่เพียงพอ ในกรณีเหล่านี้สามารถใช้เครือข่ายการชดเชยความล่าช้า (เช่นการเชื่อมต่อโหลดไปยังตัวติดตามแรงดันไฟฟ้าผ่านตัวต้านทาน) สามารถใช้เพื่อกู้คืนความเสถียร

อย่างที่คุณเห็นฉันกำลังใช้ตัวต้านทานในเอาต์พุตอยู่แล้ว แผ่นข้อมูลสำหรับ 4344 (อ้างอิงก่อนหน้านี้) อ้างว่า op-amp คือ "หน่วยรับความมั่นคง"

มีอย่างอื่นที่สามารถทำให้เกิดความไม่แน่นอนหรือไม่ ฉันต้องการตัวต้านทานแยกต่างหากสำหรับแต่ละเอาต์พุต (ปัจจุบันคืออินพุต + ของสาม op-amps ที่เชื่อมโยงกับ VOUT)

VCC คือ +5 โวลต์ เมื่อฉันเพิ่มพลังให้บอร์ดฉันได้รับ 2.5v จากเอาท์พุท แต่หลังจากนั้นไม่นานเอาท์พุตก็กระโดดไปประมาณ 4.5 โวลต์และอยู่ที่นั่นจนกว่าฉันจะปิดและเปิดใหม่อีกครั้ง

ในตอนแรกฉันคิดว่ามันฟังดูเหมือนกรณีของการสลับเฟสนอกช่วงอินพุตโหมดทั่วไป (ซึ่งสำหรับ OPA344 คือ -0.1V ถึง (Vcc - 1.5V = 3.5V ในกรณีของคุณ) มันหายากกว่าในปัจจุบัน - แอมป์จะได้รับการพลิกกลับเมื่ออยู่นอกช่วงโหมดปกติของพวกเขาทำให้เกิดการ latch-up ที่มีประสิทธิภาพสำหรับ op-amp ที่มีเฟสผกผันตราบใดที่คุณยังคงอยู่ในช่วงโหมดทั่วไปคุณควรจะดี แต่ถ้ามัน ไม่เคยออกไปข้างนอกไม่มีการรับประกันว่ามันจะทำงานอย่างถูกต้อง

แต่แผ่นข้อมูล OPA334 บอกว่า:

แอมป์ OPA334 และ OPA335 ซีรี่ส์มีความเสถียรและได้รับเอกภาพจากการสลับเฟสเอาต์พุตที่ไม่คาดคิด พวกเขาใช้เทคนิคการ zeroing อัตโนมัติเพื่อให้แรงดันออฟเซ็ตต่ำและดริฟท์ต่ำมากเมื่อเวลาและอุณหภูมิ

ดังนั้นเมื่อถึงจุดนี้เราจะลองทำสองสามอย่างโดยสมมติว่าคุณสามารถทำซ้ำปัญหานี้ได้อย่างง่ายดาย

1. ตรวจสอบแรงดันขา opamp ทั้งหมดด้วยออสซิลโลสโคป ตรวจสอบให้แน่ใจว่า Vcc และ Vss เป็นสิ่งที่คุณคาดหวังและตรวจสอบว่า + พินของ op-amp เป็น 2.5V ที่คุณคาดหวังหรือไม่

2. เพิ่มตัวเก็บประจุ (100-1000pF) ระหว่าง op-amp + และกราวด์ คุณควรทำสิ่งนี้ต่อไปเพื่อรักษาความต้านทานของโหนดตัวแบ่งแรงดันไฟฟ้าที่ความถี่ต่ำดังนั้นมันจึงไม่ส่งเสียงรบกวน หากวิธีนี้ช่วยแก้ไขปัญหาคุณอาจกำลังใช้งานการแก้ไข RF (ถ้าเป็นกรณีนี้ฉันประหลาดใจ แต่ก็เป็นไปได้) ซึ่ง op-amp ทำงานเป็นแนวตรงกับสัญญาณความถี่ต่ำ แต่ทำงานแบบไม่เชิงเส้นเหมือนกับ rectifier ด้วย สัญญาณความถี่สูงและเปลี่ยน AC เป็นอคติ DC

3. เพิ่มตัวเก็บประจุบายพาสข้ามแหล่งจ่าย op-amp (เสียงรบกวนอุปทานไม่ควรสร้างความแตกต่างมากนัก แต่คุณไม่มีทางรู้)

4. แทนที่ op-amp ด้วยรุ่นเดียวกันอีกอันหนึ่งอันบนเมนบอร์ดอาจเสียหายได้

หากทุกอย่างยังคงดูดีอยู่แสดงว่าคุณเป็นคนที่ค่อนข้างอึดอัด

วางตัวต้านทานเป็นชุดพร้อมกับข้อเสนอแนะที่คุณให้ไว้ กล่าวอีกนัยหนึ่งให้นำความต้านทานศูนย์ออกจากเอาต์พุตไปยังอินพุตลบและวางตัวต้านทานค่าต่ำพูดประมาณ 2.2k หวังว่ามันจะแก้ปัญหาได้

ตัวต้านทานนี้พร้อมกับความจุอินพุตของเครื่องขยายเสียงเป็นรูปแบบของการชดเชยเพื่อให้แน่ใจว่ามีการปิดกั้นการสั่นความถี่สูง หากการเพิ่มความถี่สูงจะลดลงเกณฑ์ของ Barkhausean จะไม่สามารถตอบสนองได้ดังนั้นจึงไม่มีความผันผวน ออสซิลเลชันเหล่านี้มีความถี่สูงจนสามารถแก้ไขได้โดยความไม่เชิงเส้นใน op-amp และ DC ที่ได้นั้นให้ผลที่คุณเห็น