Buscando entender este esquema de DAC y amplificador operacional

1. ¿Por qué hay una resistencia de 10k en la salida DAC? ¿Se utiliza como limitador de corriente? ¿Por qué se necesita un limitador de corriente si el amplificador operacional consume muy poca corriente en su entrada?
2. ¿Por qué hay un condensador en la misma entrada +?

La combinación de 10k y 470p forma un filtro de paso bajo. La frecuencia de corte viene dada por$f = \frac {1}{2 \pi R C} = \frac {1}{2 \pi 10k \cdot 470p} = 34~kHz$. Reducirá cualquier ruido de conmutación de alta frecuencia del DAC.

3. En la resistencia de retroalimentación (453k uno), ¿por qué hay un capacitor a través de ella?

Esto reduce la ganancia del amplificador a altas frecuencias. De nuevo, esto ayuda a eliminar el ruido de conmutación y la estabilidad del amplificador.

4. ¿Por qué hay una conexión adicional desde el voltaje DAC REF (2.5V) al divisor de voltaje de la retroalimentación de voltaje negativo del amplificador operacional?

Podemos ver que el DAC se alimenta de +3 V y GND. Por lo tanto, estos son los voltajes de salida máximos y mínimos posibles. (En realidad, solo dará hasta 2.5 V en la salida, ya que esa es la configuración de Vref). Sin embargo, el amplificador se alimenta de +70 V y -70 V, lo que implica que esperamos que lo impulse positivo y negativo con respecto al suelo.

Dado que el DAC solo puede dar una salida positiva, podemos suponer que 1,25 V (la mitad de Vref) representa el punto medio o "cero" de la salida de la señal de CA. Por lo tanto, referenciamos el amplificador a ese punto.

Eliminando el desplazamiento

Nos queda un pequeño problema: queremos 0 V del amplificador cuando el ADC de salida es de 1,25 V. Para hacer esto, necesitamos elevar el punto de referencia de la entrada inversora en$\frac {1.25}{A}$donde A es la ganancia. Esto se hace modificando ligeramente la relación con la relación divisoria potencial de 16k2 y 16k9. (Estos se suman a 33k3, lo que me hace pensar que los valores se calcularon por conveniencia en una referencia de 3,33 V). En cualquier caso, es 51,06% de 2,5 V. El amplificador tendrá que conducir la salida a menos de 1,25 V para tirar de la inversión entrada hacia abajo para que coincida con la entrada no inversora. Si el cálculo se ha realizado correctamente, el equilibrio se producirá cuando la salida esté a 0 V.

¡Lo dejaré como un ejercicio para que el lector confirme que los valores son correctos!

¿Por qué hay una resistencia de 10k en la salida DAC? ¿Se utiliza como limitador de corriente? ¿Por qué se necesita un limitador de corriente si el amplificador operacional consume muy poca corriente en su entrada?

Los 10 kohm y los 470 pF forman un filtro de paso bajo que elimina el ruido de cuantificación del DAC más allá de los 34 kHz.

en la resistencia de retroalimentación (453k uno), ¿por qué hay un capacitor a través de ella?

Los 10 pF y 453 k también forman un filtro de paso bajo exactamente por la misma razón. El corte para este par es de unos 35 kHz.

¿Por qué hay una conexión adicional desde el voltaje DAC REF (2.5V) hasta el divisor de voltaje de la retroalimentación de voltaje negativo del amplificador operacional?

La conexión adicional convierte una salida DAC unipolar (solo voltaje positivo) en una salida bipolar +/- 70V.

Para responder a su primera y segunda pregunta, la resistencia de 10k y el condensador de 470pF forman un filtro de paso bajo para suavizar parte del ruido de la salida del DAC y proporcionar una señal más limpia al amplificador operacional.