Grundlegendes zu Operationsverstärkerschaltungen mit zusätzlichen Kondensatoren im Rückkopplungspfad

Bei Schaltungen wie dieser

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

Ich finde oft (siehe U6-A im verknüpften Schema) zusätzliche Kondensatoren im pF-Bereich, die parallel zu den Rückkopplungswiderständen geschaltet sind, obwohl der Operationsverstärker eine Puffer- oder Verstärkungsfunktion hat:

schematisch

^{simulieren Sie diese Schaltung - Schaltplan erstellt mit CircuitLab}

Ist das nicht ein Tiefpassfilter? Soll es hohe Frequenzen herausfiltern oder welche andere Rolle spielt es?

operational-amplifier capacitor jilski
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Klingeln / Überschwingen reduzieren.

jippie

Das macht es zu einem Tiefpassfilter, aber da es sowieso eine begrenzte Bandbreite hat, kann man bereits sagen, dass es ein Tiefpassfilter war, auch ohne die Kappe. Diese Art von Dingen wird normalerweise hinzugefügt, um eine Verstärkung von Signalen zu vermeiden, die wild außerhalb des Bandes liegen.

Vielen Dank an alle. Sollte ich diese zusätzlichen Kappen regelmäßig in meine Entwürfe aufnehmen, um HF-Rauschen / Signale herauszufiltern?

Jilski

Es kommt darauf an - ich benutze sie oft, um das Breitbandrauschen insgesamt zu reduzieren.

Andy aka

Ich werde die Schaltungsanalyse machen.

Dies ist ein invertierender Verstärker mit einer Verstärkung von

| {EIN}_{V} | = | \frac{R_{1} | | - \frac{j}{ω C}}{R_{2}} | = | \frac{R_{1} / R_{2}}{1 + j ω R_{1} C} | = \frac{R_{1} / R_{2}}{\sqrt{1 + (ω R_{1} C)^{2}}}

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

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

Schließlich fügt dieser Kondensator (dank LvW), wenn Ihre Schaltung klingelt, dem Frequenzgang des Verstärkers einen zusätzlichen Pol hinzu, wodurch die Phasenspanne erhöht und die Schaltung stabiler wird. Dies ist etwas komplexer und hängt von den Eigenschaften des Operationsverstärkers ab, sodass ich nicht auf Details eingehen werde.

Greg d'Eon
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Kein Problem. Fühlen Sie sich frei zu stimmen und akzeptieren Sie meine Antwort, wenn Sie damit zufrieden sind!

Greg d'Eon

Darf ich eine kurze Korrektur hinzufügen? Das Klingeln wird nicht "herausgefiltert". Eine solche Filterung würde nur für unerwünschte Signale gelten, die im Eingangssignal enthalten sind. Die Rückkopplungskappe sorgt dabei dafür, dass das Klingeln von Anfang an unterbunden oder (zumindest) reduziert wird. Dies liegt daran, dass dieser Kondensator die Stabilitätseigenschaften des gesamten Rückkopplungskreises verbessert - vorausgesetzt, der Wert dieser Kappe ist richtig gewählt. Es ist eine Art Verzögerungskompensation.

LvW

Ein intuitiverer Weg, dies zu verstehen, besteht darin, dass bei hohen Frequenzen die Obergrenze als Kurzschluss fungiert, sodass die Verstärkung für diese Frequenzen reduziert / auf Eins reduziert wird. Wenn dies getan wird, um Schwingungen zu verhindern, wird dies manchmal als Leitungskompensation bezeichnet . siehe p. 13 in ti.com/lit/ml/sloa079/sloa079.pdf

Fizz

@tcrosley: Der ideale Integrator hat keinen Widerstand im Rückkopplungspfad. Der Widerstand wird für praktische Zwecke hinzugefügt .

Fizz

@RespawnedFluff Der letzte Absatz in Ihrem verlinkten Artikel lautet "Die praktische Integratorschaltung entspricht einem aktiven Tiefpassfilter erster Ordnung", was mit der obigen Antwort übereinstimmt. Nett.

Tcrosley

Grundlegendes zu Operationsverstärkerschaltungen mit zusätzlichen Kondensatoren im Rückkopplungspfad

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