Control de ruido en el diseño de circuitos de amplificadores operacionales mediante el uso de amplificadores operacionales de baja especificación

La pregunta es "¿el ruido adicional que vio es relevante para lo que está tratando de lograr"? En otras palabras, ¿el ruido está en el ancho de banda de interés de su señal? Si no es así, ¿todavía puede causarle problemas? Además, ¿está sacrificando algo al usar el TL051? Si no, úselo, pero hay otras consideraciones.

Los amplificadores operacionales pueden especificar tantos nanovoltios por hercio raíz, pero también existe el ruido LF (generalmente especificado como tantos microvoltios de pico a pico entre 0,1 Hz y 10 Hz). ¿Era el "llamado" buen dispositivo realmente peor que el TL051 en esta área? Por cierto, no he mirado, así que no lo sé, pero no debes hacer suposiciones.

La otra fuente de ruido igualmente importante se debe a las corrientes de polarización de entrada y generalmente se encuentran en el rango de picoamperios por hercio raíz. Si está utilizando grandes resistencias de entrada/retroalimentación, este ruido puede dominar y es posible que el TL051 sea significativamente mejor que el AD829 en esta área. Nuevamente, no he mirado, pero siempre es mejor no hacer suposiciones.

EDITAR: el TL051 es 150 veces mejor que el AD829 para el ruido de corriente de entrada. TL051 es 0,01 pA por sqrt (Hz) mientras que AD829 es 1,5 pA por sqrt (Hz). Esto marcará una diferencia significativa si el tamaño de las resistencias en las entradas y la retroalimentación es de 1 kohm o superior. A 1 kohm, el ruido de corriente de entrada del AD829 se vuelve aproximadamente del mismo nivel que el ruido de voltaje de entrada y a 10 kohm se vuelve comparable con el ruido de voltaje del TL051.

La relación de rechazo de la fuente de alimentación es otra cosa a considerar: si hay ruido en la fuente de alimentación (como inevitablemente lo hay), ¿qué dispositivo es mejor para rechazarlo?

Rechazo de modo común: si la configuración del amplificador es diferencial, naturalmente asumiría que el ruido de modo común sería siempre cercano a cero; no es así, consulte las hojas de datos y verá que la relación CMR empeora mucho a frecuencias más altas.

¡Solo estoy tratando de decir que siempre es una imagen más compleja!

Según su esquema, parece que no está utilizando el pin de compensación para el AD829. La hoja de datos recomienda usar hasta 68pF en este tipo cuando se ejecuta con baja ganancia. Dado que este chip es tan rápido, a menudo puede tener comentarios positivos no deseados en altas frecuencias debido al diseño.

Recomendaría examinar si debería o no usar la compensación del pin 5 en esta aplicación.

Por lo general, puede contar con que los parámetros "típicos" no varíen demasiado de las especificaciones publicadas, pero eso podría ser 3:1, por lo que no es prudente depender demasiado de ellos . Si eso suena vago, lo es. No van a hacer que un amplificador de 3 MHz como el TL051 funcione a 100 MHz; de lo contrario, muchas aplicaciones experimentarían un comportamiento no deseado, como una oscilación (no deseada). El ancho de banda de ganancia unitaria es probablemente una de las características mejor controladas, pero no especificadas. Esperaría tal vez +/- 30% a 3 sigmas, pero eso es solo una suposición, y no vale más de lo que pagó por él. Por lo general, varía un 10% con la temperatura además de las variaciones de unidad a unidad.

Comparar el ruido de un amplificador de video bipolar con un amplificador de audio JFET dependerá mucho de su circuito. Parece que hay ruido autogenerado por otras partes del circuito (tal vez fuente de alimentación conmutada) o fuentes externas que atraviesan el filtro de paso de banda, en lugar del ruido intrínseco del amplificador.

Una de mis molestias es que a menudo no indican la frecuencia de esquina 1/f para el ruido actual, lo que significa que realmente no se puede predecir cuánto será el ruido RMS total si es menor que la frecuencia de prueba indicada. También suelen truncar la curva de voltaje del ruido por debajo de las frecuencias en las que los amplificadores multietapa tienen una joroba enorme en el ruido. Por ejemplo, el excelente LT1028 tiene un ruido aproximadamente 7:1 más alto a 300 kHz que a frecuencias más bajas en la región del ruido blanco.

Otro problema es el comportamiento no lineal en presencia de un fuerte ruido: los amplificadores bipolares tienden a ser peores que los amplificadores JFET.