Carga capacitiva del amplificador operacional al almacenar en búfer una referencia

Necesito manejar un sensor de corriente radiométrico ACS758xCB con una corriente de suministro nominal de 10 mA. Debido a la naturaleza radiométrica del sensor, preferiría suministrarlo desde el voltaje de referencia de mi ADC. Obviamente necesito almacenar en búfer la referencia.

Sin embargo, la mayoría de los amplificadores operacionales, especialmente aquellos con bajo voltaje de compensación, requieren que se limite la carga capacitiva del amplificador operacional. Dado que el sensor en sí contiene un circuito activo, requiere una derivación del suministro en el rango de 100 nF.

esquemático

simular este circuito : esquema creado con CircuitLab

¿Cómo se suele hacer frente a esta situación? He buscado reguladores de seguimiento como TPS7B4250 pero el rendimiento de seguimiento de +/-5 mV no suena demasiado impresionante.

La hoja de datos del sensor Hall dice que puede operar con un voltaje de suministro entre 3 y 5,5 V. Entonces, ¿por qué usar 4,5 V? La mayoría de los amplificadores operacionales no son tan adecuados para conducir 10 mA con solo una caída de 0,5 V (Vcc - Vout) y en un condensador grande. El rendimiento de seguimiento del TPS7B4250 puede no parecer impresionante, pero digo que es suficiente , ahora demuestre que estoy equivocado (mediante cálculos, etc.). Así es como los ingenieros deciden si algo está bien o no, no decidiendo que no suena impresionante .
No es necesario que suministre al sensor voltaje de referencia, debe suministrarle al sensor el voltaje disponible, como el voltaje de la CPU Vcc. Luego, debe compensar el Vout del sensor con el voltaje Vref por medio del amplificador operacional. La compensación debe colocarse en Vadc/2.
Debido a la naturaleza radiométrica del sensor, preferiría suministrarlo desde el voltaje de referencia de mi ADC. ¿ Por qué? Proporcione una razón adecuada por la que esto es necesario. Diría que no puede proporcionar una buena razón porque el rechazo de la fuente de alimentación no se menciona en absoluto en la hoja de datos. En mi opinión, puede alimentar el sensor directamente desde +5 V CC.
@FakeMoustache: entiendo completamente que la caída de 0,5 V entre el suministro de opamp de 5 V y el suministro del sensor de 4,5 V es marginal para una carga de 10 mA con una capacitancia significativa. Por eso pregunto "[...] ¿Cómo se suele afrontar esta situación [...]"
@MarkoBuršič Según tengo entendido, para los sensores radiométricos, la salida es relativa al suministro. Ahora, cuando mi suministro de 5 V tiene un exceso de temperatura de +/-5 %, pero mi referencia de ADC tiene solo un exceso de temperatura de +/-1,5 %, se produce un error. El error no existiría si tanto el sensor como el ADC funcionaran con el mismo voltaje.
No suele haberlo ya que cada diseño es diferente. Una posible solución es simplemente usar los 5V. Usted asume que necesita medidas adicionales para hacerlo más estable, etc., pero no proporciona ninguna prueba de por qué lo necesita.
@FakeMoustache si no hubiera por lo general todas las notas de la aplicación y este sitio tampoco tendría absolutamente ningún valor.
@Arne Las especificaciones sugieren que la ratiometría funciona bien con un suministro de 5V, otros escenarios contacten a Allegro. De acuerdo, si desea radiometría, puede tener LDO de 5 V CC con filtros de paso bajo para el ruido, y luego reenvía el Vfref a la MCU con el búfer / divisor Opamp
De hecho, la salida del sensor es proporcional a su voltaje de suministro. Entonces la pregunta es qué tipo de precisión necesita, qué ancho de banda de medición necesita. Si los 5 V son lo suficientemente estables, puede filtrarlos y usarlos. O utilice un LDO de 3,3 V.
@MarkoBuršič No puedo retroalimentar los 5V como referencia al ADC. En cambio, el ADC proporciona su referencia interna en un pin de salida.
@Ame que muestra cómo se suele hacer esto: mediante el uso de un ADC que puede aceptar una referencia externa.
@Arne Opamp buffer/divisor, no 5V directo. Debe agregar más detalles en su aplicación, tipo de sensor exacto, ¿quiere medir CA o CC? ¿Qué MCU?

Respuestas (1)

Este es un problema común que tiene una solución común:

esquemático

simular este circuito : esquema creado con CircuitLab

El circuito proporciona retroalimentación directa de alta frecuencia desde la salida OPA a su entrada a través de C1. La retroalimentación de CC pasa por R2 R3 y no se ve afectada por C1. R1 evita el acortamiento de la retroalimentación HF por la carga capacitiva. Este diseño puede manejar 100 uF de capacitancia de carga o incluso más.

Algunos comentarios sobre los componentes:

  1. Debe considerar la corriente de polarización/compensación de entrada de OPA al elegir R2 R3. La caída de voltaje creada por la corriente compensada en la conexión paralela R2 R3 debe ser menor que su error permitido.
  2. C1 se puede seleccionar experimentalmente. Los valores demasiado pequeños hacen que el circuito oscile. Coloque al menos 2 veces más grande C2 que el más grande que causa oscilaciones.
  3. R1 puede ser de 10 a 47 ohmios en su caso (carga de 10 mA, ¿verdad?)
¿C1 está haciendo lo que se llama compensación de polo dominante aquí?
Carga capacitiva del amplificador operacional al almacenar en búfer una referencia
RespuestasAquíPolítica de privacidad1y, 0v