Jak skorygować niestabilność obserwatora napięcia wzmacniacza operacyjnego?

Korzystam z szeregu wzmacniaczy operacyjnych z pojedynczym zasilaniem ( OPA4344 ) w obwodzie i używam jednego z nich do podania wartości VCC / 2 dla wirtualnej masy po stronie + kilku innych wzmacniaczy operacyjnych.

VCC wynosi +5 woltów. Kiedy po raz pierwszy włączam płytkę, otrzymuję 2,5 V z mocy wyjściowej, ale po pewnym czasie moc wyjściowa przeskakuje do około 4,5 V i pozostaje tam do momentu wyłączenia zasilania i ponownego włączenia.

Przeczytałem tutaj, że:

Z powodu silnego sprzężenia zwrotnego (tj. Wzmocnienia jedności) i pewnych nie idealnych właściwości rzeczywistych wzmacniaczy operacyjnych, ten system sprzężenia zwrotnego ma skłonność do słabych marginesów stabilności. W związku z tym układ może być niestabilny po podłączeniu do wystarczająco pojemnych obciążeń. W takich przypadkach sieć kompensacji opóźnień (np. Łączenie obciążenia z opornikiem napięcia za pomocą rezystora) może zostać wykorzystana do przywrócenia stabilności.

Jak widać, już używam rezystora na wyjściu. Arkusz danych dla 4344 (wspomniany wcześniej) twierdzi, że wzmacniacz operacyjny jest „stabilny dla wzmocnienia jednostki”.

Czy istnieje coś innego, co może powodować niestabilność? Czy potrzebuję osobnego rezystora dla każdego wyjścia (obecnie I wejścia + trzech wzmacniaczy operacyjnych powiązanych z VOUT).

VCC wynosi +5 woltów. Kiedy po raz pierwszy włączam płytkę, otrzymuję 2,5 V z mocy wyjściowej, ale po pewnym czasie moc wyjściowa przeskakuje do około 4,5 V i pozostaje tam do momentu wyłączenia zasilania i ponownego włączenia.

Na początku myślałem, że to brzmi jak przypadek odwrócenia fazy poza zakresem wejściowym trybu wspólnego (który dla OPA344 wynosi -0,1 V do (Vcc - 1,5 V = 3,5 V w twoim przypadku). Obecnie jest to rzadsze, ale niektóre op -ampy wykazują odwrócenie wzmocnienia, gdy znajdują się poza ich zasięgiem w trybie wspólnym, co powoduje skuteczne warunki podtrzymania. Dla wzmacniacza operacyjnego z inwersją faz, dopóki pozostajesz w zakresie trybu wspólnego, powinieneś być w porządku, ale jeśli to gdy tylko wyjdzie na zewnątrz, nie ma gwarancji, że będzie działać poprawnie.

Ale arkusz danych OPA334 mówi:

Wzmacniacze operacyjne serii OPA334 i OPA335 są stabilne w zakresie wzmocnienia jedności i wolne od nieoczekiwanego odwrócenia fazy wyjściowej. Wykorzystują techniki autozerowania, aby zapewnić niskie napięcie przesunięcia i bardzo niskie znoszenie w czasie i temperaturze.

W tym momencie pozostaje nam kilka rzeczy do wypróbowania, zakładając, że możesz łatwo odtworzyć ten problem.

1. Sprawdź wszystkie napięcia pinów opamp za pomocą oscyloskopu. Upewnij się, że Vcc i Vss są zgodne z oczekiwaniami, i sprawdź, czy styk + wzmacniacza operacyjnego to 2,5 V.

2. Dodaj kondensator (100-1000pF) między wzmacniaczem operacyjnym + a masą. I tak powinieneś to zrobić, aby utrzymać niską impedancję węzła dzielnika napięcia przy wysokich częstotliwościach, aby nie odbierał szumu. Jeśli to rozwiąże problem, być może natrafisz na rektyfikację RF (jeśli tak jest, jestem zaskoczony, ale jest to możliwe.), Gdzie wzmacniacz operacyjny zachowuje się liniowo z sygnałami o niskiej częstotliwości, ale zachowuje się nieliniowo jak prostownik z sygnały o wysokiej częstotliwości i zamienia prąd przemienny w prąd stały.

3. Dodaj kondensator obejściowy do źródła zasilania wzmacniacza operacyjnego. (hałas zasilający nie powinien mieć większego znaczenia, ale nigdy nie wiadomo)

4. Wymień wzmacniacz operacyjny na inny tego samego modelu - ten na płycie może zostać uszkodzony.

Jeśli wszystko nadal wygląda dobrze, oznacza to, że masz sporo problemów.

Umieść rezystor szeregowo z dostarczonym sprzężeniem zwrotnym. Innymi słowy, usuń przewód zerowej rezystancji z wyjścia na wejście ujemne i umieść rezystor o niskiej wartości, powiedzmy około 2,2k. Mam nadzieję, że to rozwiąże problem.

Rezystor ten wraz z pojemnością wejściową wzmacniacza stanowi rodzaj kompensacji, która zapewnia blokowanie oscylacji o wysokiej częstotliwości. Jeżeli wzmocnienie wysokiej częstotliwości jest zmniejszone, kryterium Barkhauseana nie można spełnić, a zatem nie ma żadnych oscylacji. Oscylacje te mają tak wysoką częstotliwość, że kończą się one prostowaniem przez nieliniowości w wzmacniaczu operacyjnym, a powstały prąd stały daje efekt, który widzisz.