Використання оп-підсилювача як буфера

Працюємо над проектом, де ми використовуємо пару амперів OP470 Quad Op. Є 2 невикористаних підсилювача, і мені потрібно захистити сигнал, що надходить від датчика (це згідно з даними опису датчика). Я хотів би використовувати один із додаткових підсилювачів. Я знаю, що теоретично ви можете буферувати сигнал, використовуючи негативний зворотний зв'язок підсилювача, як показано нижче:

схематичний

^{імітувати цю схему - Схематично створено за допомогою CircuitLab}

Однак я також неясно пам’ятаю щось про небезпеку самоколивань та стабільності підсилювача. OP470 є стабільним коефіцієнтом підсилення. Ось таблиця даних:

http://www.analog.com/static/imported-files/data_sheets/OP470.pdf

Моє запитання: чи безпечно використовувати підсилювач в цій конфігурації як буфер, не турбуючись про самоколивання? Чи потрібно ще щось врахувати?

operational-amplifier signal buffer

— Скаевола
джерело

не приймайте відповідь занадто швидко, нехай інші також діляться з вами своїми відповідями. Не сказати, що прийнята відповідь є поганою. Але можуть бути і більш хороші альтернативні рішення, ніж це. Просто почекайте деякий час.

— Стандартний Сандун

(1) Не забувайте, що йому потрібні джерела живлення (2) чи добре вписується сигнал від вашого датчика в напрямні силового буфера (3), наскільки далеко ви хочете надіслати буферний вихід (4), що ви його надсилаєте 5 ?

— Енді ака

Відповіді:

Якщо в аркуші зазначено, що це стабільність коефіцієнта єдності, то так. Стабільність виграшу єдності означає, що підсилювач буде стабільним при використанні, як ви описуєте.

Переконайтеся, що шлях зворотного зв'язку короткий. Якщо зробити це довго, то його індуктивність збільшується, і, можливо, трапляться дивні речі. Не потрібно бути надзвичайно параноїчним щодо цього питання; просто не перекладайте його на 10 дюймів навколо дошки, і вам слід добре.

— Філ Мороз
джерело

Зазвичай вихідні та негативні вхідні штифти є суміжними, тому тримати цей зворотний зв'язок коротким просто. Це одна із речей, які слід прокласти спочатку як найвищий пріоритет. Крім того, не забудьте обхідний ковпачок. Без одного підсилювача можна робити дивні речі.

— Олін Латроп

"перепускний ковпачок" - це перша згадка про конденсатор на цій посаді. Я припускаю, що ви маєте на увазі джерело живлення для підсилювача?

— NickHalden

@NickHalden Байпасна кришка відома також як конденсатор роз'єднання живлення. Див. Що таке конденсатор для роз'єднання і як мені знати, чи потрібен він?

— Філ Мороз

@Phil Frost: Чи повинен бути фільтр низьких частот на позитивному вході підсилювача?

— Дор

@Dor лише якщо ви хочете це з якоїсь іншої причини. Це не потрібно для стабільної роботи.

— Філ Мороз

Використання OP470 для підсилювача або буфера посилення єдності не є поганим вибором. Важливим буде фазовий запас, коли коефіцієнт посилення відкритого циклу перетинає 0dB. Для opamps досить часто мати 45 градусів запасу фази на їх частоті перехрещення відкритого циклу, що призведе до прострілу в 1,3 рази Vin з подальшим дзвоном. Це не так у випадку з OP470, якщо ви подивитесь на TPC (Типові характеристики експлуатації) 16 у таблиці (стор. 7), ви побачите, що запас фази при кросовер становить 58 градусів. Тепер, для оптимальної реакції на імпульс, ви б хотіли фазового запасу в 60 градусів, тому 58 градусів досить добре.

Мала сигнальна імпульсна характеристика OP470 як буфер посилення одиниці показана в TPC 27 таблиці. Ви побачите там, що реакція на імпульс майже не пропускається і не дзвонить.

Можливі проблеми:

Навантаження на вихід. Ви не показуєте, що таке навантаження для буфера, але ємнісні навантаження можуть погіршити фазовий запас і викликати слабку реакцію. Вихідний опір OP470 різко зростає в міру наближення до кросовера, тому очікується, що ємнісні навантаження понад 100 або 200 пФ погіршать фазовий запас. Існує розділ аркуша даних (стор. 12), який стосується руху ємнісних навантажень до 1000 пФ.
Резистор зворотного зв'язку з виходу на негативний вхід. Як каже Філ Фрост, ви хочете тримати шлях зворотного зв'язку відносно коротким. Але іноді для тестування або справності буде використовуватися резистор зворотного зв'язку. Якщо ви це зробите, ви хочете поставити резистор близько до негативного входу, і ви захочете зберегти значення менше 500 Ом і більше 100 Ом для найкращого відгуку. Таблиця описує це у розділі про буфери посилення єдності (стор. 12).
OP470 - це технологія BJT, тому жодна залізниця не працює. Потрібно переконатися, що вхідні напруги не наближаються до рейок зсуву, ніж близько 4 вольт, і ви повинні бути в порядку, коли вихідна напруга не буде ближче до рейок, ніж близько 3 вольт. Тільки ви досить добре знаєте свою систему, щоб сказати, чи це має значення.

— gsills
джерело

Вихід цього підсилювача, ймовірно, викликає ємнісний навантаження. Я зіткнувся з аналогічним випуском з високим коефіцієнтом скорочення оп. Рішення, описане в таблиці, полягає в тому, щоб після негативного зворотного зв'язку поставити резистор приблизно 47 Ом. Це рішення негайно вирішило мої коливання.

Цитата:

LT1632 / LT1633 - це широкосмугові підсилювачі, які можуть приводити в дію ємнісні навантаження до 200 пФ на ± 15 В джерела в конфігурації єдності. На джерелі живлення 3В ємнісне навантаження повинно утримуватися менше 100 пФ. Коли виникає необхідність приводити великі ємнісні навантаження, між резистором та ємнісним навантаженням слід підключити резистор від 20 Ом до 50 Ом. Зворотній зв'язок все ж слід брати з виходу, щоб резистор ізолював ємнісний навантаження для забезпечення стабільності.

— doug65536
джерело