Algunas preguntas sobre las resistencias y condensadores alrededor de un amplificador operacional

He estado lidiando con la siguiente parte de un circuito por un tiempo:ingrese la descripción de la imagen aquí

Pero en aras de la curiosidad, me quedan algunas preguntas más, no específicamente sobre este circuito en particular, sino para todos los similares. Todavía no pude encontrar información satisfactoria en ninguna parte.

En el circuito anterior para filtrar una entrada de pulso muy ruidosa o para obtener antirrebote, como puede ver, se usa un filtro de paso bajo RC antes de la entrada inversora (R9 C1).

En los resultados de la simulación, justo después del filtro RC, el flanco ascendente de la señal pierde drásticamente su forma debido a la constante de tiempo RC. Aquí están las parcelas:

El diagrama verde es la señal de voltaje ruidosa que se ve antes de la entrada inversora justo antes del filtro RC (justo antes de R9). El gráfico azul es el voltaje visto en la entrada inversora justo después del filtro RC. El gráfico rojo es el voltaje en la entrada no inversora.:ingrese la descripción de la imagen aquí

1-) ¿Crees que la pérdida de nitidez del pulso de entrada es un problema? ¿La nitidez de la señal en la entrada inversora tendría algún efecto sobre el error entre la entrada y la frecuencia de salida? Aquí está la salida frente a la entrada:ingrese la descripción de la imagen aquí

2-) Cuando configuramos la histéresis de un comparador o la ganancia para un amplificador operacional, las "relaciones de resistencia" importan. Puedo entender por qué no se usan resistencias muy bajas, ya que generarían más corriente. Pero, ¿por qué la mayoría de las veces se eligen resistencias de nivel kOhm, por qué no MegOhm? Quiero decir, en el circuito anterior, las resistencias podrían ser de 680k en lugar de 68k, 1500k en lugar de 150k y así sucesivamente. ¿Es algo relacionado con las resistencias internas de opamp?

3-) Encontré algunas guías para establecer los límites alrededor de R1 y R2 (en el ejemplo a continuación) en un disparador Schmitt. Aquí hay un ejemplo de una fuente:ingrese la descripción de la imagen aquí

Según estas fuentes, la constante de tiempo RC debería ser igual. Las fuentes no explican la razón detrás de esto en detalle. ¿Es esto algo similar cuando compensamos las sondas de alcance? Pero rara vez veo estos condensadores en los ejemplos. ¿Hay una buena razón para usarlos o cuán importantes son?

Respuestas (1)

  1. El efecto principal de esa pérdida de nitidez es retrasar el pulso de salida cortado. Si eso es un problema o no depende del contexto que no tenemos.
    El efecto secundario, SI la forma de onda no alcanza su valor de estado estable antes del siguiente borde, es cambiar el ciclo de trabajo observado. Nuevamente, no tenemos el contexto para saber si eso importa. Observará esto en aproximadamente 3-4 veces la frecuencia de la señal que está usando ahora.
    En última instancia, a medida que aumenta la frecuencia, la señal no alcanzará el punto de corte y desaparecerá por completo, lo cual es un problema si ocurre en las frecuencias de interés.
    Puede mitigarlos reduciendo la constante de tiempo RC si es necesario.

  2. Aumente demasiado las resistencias y la polarización de entrada del amplificador operacional y las corrientes de compensación comenzarán a importar, al igual que las capacitancias parásitas, incluidas las capacitancias de entrada del amplificador operacional. Estas corrientes y capacitancias estarán en la hoja de datos del IC.
    Utilice la Ley de Ohm y calcule las constantes de tiempo RC para decidir por sí mismo si puede aumentar estas resistencias sin comprometer la precisión o el rendimiento.

  3. La idea es que cuando la salida cambia, el capacitor de retroalimentación positiva C1 debe dar una patada lo suficientemente grande a la entrada para cruzar la histéresis. De lo contrario, hay una ventana de tiempo en la que el ruido de entrada aún puede causar fallas mientras C2 se carga al nuevo límite a través de R1. Haga los cálculos (tenga en cuenta que R2 = 34k, por supuesto) y verá que C1 es demasiado pequeño.

acerca de: 2-) Cuando reviso la hoja de datos, ¿qué me diría aquí en la hoja de datos sobre las resistencias circundantes que se utilizarán? fairchildsemi.com/datasheets/LM/LM2903.pdf acerca de: 3-) ¿Qué quiere decir con R2 = 34k? R2 = 64k en el primer circuito y en el segundo no se menciona su valor.
R2 son dos resistencias de 68K en paralelo, es decir, 34K, en lo que respecta al análisis de CA. Consulte "Circuito equivalente de Thevenin". En la hoja de datos del 2903, pregúntese cómo la corriente de polarización de entrada afectará el voltaje visto en las entradas, con los valores de resistencia originales y de su elección.
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