Zrozumienie obwodów wzmacniacza operacyjnego z dodatkowymi kondensatorami na ścieżce sprzężenia zwrotnego

Patrząc na obwody takie jak ten

obwód http://dt.prohosting.com/hacks/what1.gif

Często znajduję (patrz U6-A na schemacie połączonym) dodatkowe kondensatory w zakresie pF uderzane równolegle z rezystorami sprzężenia zwrotnego, chociaż wzmacniacz operacyjny ma funkcję buforowania lub wzmocnienia:

schematyczny

^{symulacja tego obwodu - Schemat utworzony przy użyciu CircuitLab}

Czy to nie czyni go filtrem dolnoprzepustowym? Czy ma odfiltrowywać wysokie częstotliwości, czy jaką inną rolę odgrywa?

operational-amplifier capacitor Jilski
źródło

Ogranicz dzwonienie / przeregulowanie.

jippie

To sprawia, że jest to filtr dolnoprzepustowy, ale biorąc pod uwagę, że i tak miał skończoną przepustowość, można już powiedzieć, że był to filtr dolnoprzepustowy nawet bez ograniczenia. Ten rodzaj rzeczy wydają się być dodane do uniknięcia wzmacniania sygnałów, które są szalenie poza pasmem - typowym przykładem jest zatrzymanie sygnałów radiowych przechodzących w dół ścieżki sygnału audio.

Wielkie dzięki wszystkim. Czy powinienem zacząć regularnie dodawać te dodatkowe ograniczenia w swoich projektach, aby odfiltrować szumy / sygnały HF?

jilski,

To zależy - używam ich do redukcji ogólnego hałasu szerokopasmowego.

Andy vel

Zrobię analizę obwodu.

| {ZA}_{V.} | = | \frac{R_{1} | | - \frac{jot}{ω do}}{R_{2)}} | = | \frac{R_{1} / R_{2)}}{1 + jot ω R_{1} do} | = \frac{R_{1} / R_{2)}}{\sqrt{1 + (ω R_{1} do)^{2)}}}

$|A_V| = \left| \frac{R_1 || -\frac{j}{\omega C}}{R_2}\right| = \left| \frac{R_1 / R_2 }{1 + j \omega R_1 C} \right| = \frac{R_1 / R_2 }{\sqrt{1 + (\omega R_1 C)^2}}$

$\omega \approx 0$ $| {ZA}_{V.} | = \frac{R_{1}}{R_{2)}}$ $|A_V| = \frac{R_1}{R_2}$
$1/\omega$
$ω R_{1} do = 1 ⟹ ω = \frac{1}{R_{1} do}$ $\omega R_1 C = 1 \implies \omega = \frac{1}{R_1 C}$ $C$

Wreszcie (dzięki LvW), jeśli twój obwód dzwoni, ten kondensator dodaje dodatkowy biegun w odpowiedzi częstotliwościowej wzmacniacza, co może zwiększyć margines fazowy i uczynić obwód bardziej stabilnym. Jest to nieco bardziej skomplikowane i zależy od właściwości wzmacniacza operacyjnego, więc nie będę wchodził w szczegóły.

Greg d'Eon
źródło

Nie ma problemu. Nie wahaj się głosować i zaakceptować moją odpowiedź, jeśli jesteś z niej zadowolony!

Greg d'Eon,

Czy mogę dodać krótką korektę? Dzwonienie nie jest „odfiltrowywane”. Takie filtrowanie dotyczyłoby tylko niepożądanych sygnałów zawartych w sygnale wejściowym. Tutaj czapka sprzężenia zwrotnego dba o to, aby - od samego początku - dzwonienie było hamowane lub (przynajmniej) redukowane. Wynika to z faktu, że kondensator poprawia właściwości stabilności całego obwodu sprzężenia zwrotnego - pod warunkiem, że wartość tej nasadki zostanie odpowiednio wybrana. Jest to rodzaj kompensacji opóźnienia.

LvW,

Bardziej intuicyjnym sposobem na zrozumienie tego jest to, że przy wysokich częstotliwościach czapka działa jak krótki, więc wzmocnienie tych częstotliwości jest zmniejszone / obniżone do jedności. Gdy robi się to, aby zapobiec oscylacjom, czasem nazywa się to kompensacją ołowiu ; patrz str. 13 w ti.com/lit/ml/sloa079/sloa079.pdf

Fizz,

@tcrosley: Idealny integrator nie ma rezystora na ścieżce sprzężenia zwrotnego. Rezystor jest dodawany ze względów praktycznych .

Fizz,

@RespawnedFluff W ostatnim akapicie w twoim powiązanym artykule jest napisane: „Praktyczny układ integratora jest równoważny z aktywnym filtrem dolnoprzepustowym pierwszego rzędu”, który jest zgodny z powyższą odpowiedzią. Ładny.

tcrosley,

Zrozumienie obwodów wzmacniacza operacyjnego z dodatkowymi kondensatorami na ścieżce sprzężenia zwrotnego

Odpowiedzi: