Distorsión de onda sinusoidal en un circuito de amplificador operacional simple: ¿condensador de derivación?

He construido un circuito de amplificador operacional de búfer de ganancia unitaria simple del laboratorio de UCSB aquí , con una fuente de alimentación de 12 V y una onda sinusoidal de entrada de 1 V, 1 kHz.

esquemático

simular este circuito : esquema creado con CircuitLab

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Todo parece ir bien, excepto que la onda sinusoidal de salida tiene una caída en la parte inferior de la señal, que comenzará si deja el circuito solo durante un par de segundos. Aquí hay un gif que hice del problema (YouTube aquí ):

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La señal permanece indefinidamente en el extraño estado elevado, pero si cortocircuito los cables del condensador de derivación +V, la señal vuelve a una onda sinusoidal normal. Si cortocircuito los cables del condensador de derivación -V, la señal pasa al estado elevado.

Esto me parece que hay un problema con los valores de los condensadores de derivación (actualmente 104 o 0,01 uF). Sé por jugar con el circuito anteriormente que dos condensadores de derivación de 0.0001 uF simplemente no "llenan" las ondas sinusoidales por completo.

¿Algo está mal conectado? (Conecté todas las conexiones a tierra juntas... ¿está bien?) ¿0,1 uF no es lo suficientemente grande para las tapas de derivación? ¿O debería agregar una resistencia en alguna parte? Si es así, ¿por qué?

EDITAR 16/11/15:

Aquí está mi oportunidad en un circuito de trabajo. ¿Es esto lo que se recomienda?

esquemático

simular este circuito

¿Qué tal un diagrama de circuito exacto de lo que ha construido?
741 no es de riel a riel. El V- puede necesitar un ligero voltaje negativo para que la salida pueda bajar hasta cero.
Creo que su próximo paso es agregar sondas de alcance en ambos voltajes de suministro para ver si son estables o colapsan cuando esto sucede.
@Andyaka Agregué un diagrama de circuito completamente desarrollado. El plano de tierra está en la parte inferior, al que están conectados los clips del osciloscopio, los condensadores de derivación y el cable del generador de frecuencia positiva.
@KishoreSaldanha No estoy seguro de lo que quieres decir. ¿Por qué +12 y 0 son diferentes de +6 y -6?
@BrianDrummond Tengo un multímetro conectado y marca 12,23 V. ¿Debería mirar también la onda de la línea de suministro?
Ese no es un búfer de ganancia unitaria y sus suministros están flotando con respecto al osciloscopio y al generador de señal.
Su OPAMP desarrolla oscilaciones en la salida con referencia a V+ y V-. Cualquier OPAMP no puede proporcionarle voltajes superiores a V+ o inferiores a V- en su salida (solo hasta el 90% en el caso de 741). Si proporciona una onda sinusoidal de 12 Vpp sin compensación de CC, es decir, +6 entrada positiva y -6 negativa, obtendrá una salida rectificada de media onda suponiendo que tenga 12 V en V+ y 0 en V-.
@Andyaka ¡Gracias por los consejos! Acabo de probar todo y el circuito ahora funciona muy bien. Medí las líneas relativas a tierra para el primer circuito y eran las que estaban causando los problemas (estaba viendo cosas como -2V y +10V, etc.). ¡Fue una experiencia muy reveladora para mí! Nos vemos por el sitio.

Respuestas (1)

El comentario de Andy es correcto. Responde a la pregunta y explica lo que está viendo, suponiendo que haya intercambiado las entradas opamp + y - en su esquema: ¡como se dibuja, tiene retroalimentación positiva en lugar de retroalimentación negativa!

Está alimentando el amplificador operacional con 12 V, pero no hay conexión entre ese suministro de 12 V y la referencia de 0 V para su entrada de audio, salida y sonda de alcance.

Por lo tanto, no sabe si es +11V/-1V, +/-6V o +1V/-11V.

Y, de hecho, es probable que todos estos en diferentes momentos. Cuando es +11V/-1V, no hay suficiente voltaje en el riel de suministro -V para que funcione el opamp, por lo que los picos -ve de la salida se recortan.

Si hubiera medido cualquiera de los rieles de suministro como sugerí, vería una variación bastante grande en ellos, probablemente una onda sinusoidal ruidosa de 50 Hz, cuyos picos corresponden a la distorsión que ve.

Entonces, debe definir la relación entre ese suministro de 12V y su 0V. Como prueba rápida y rudimentaria, tome un par de resistencias idénticas, probablemente de 1 kiloohm, y conéctelas entre tierra y +V, y entre tierra y -V. Y observe con la sonda de alcance que V+ ahora es de aproximadamente 6 V (pero probablemente aún con un poco de ruido).

Siempre que no esté cargando la salida opamp con más de un par de miliamperios, esto funcionará, pero en el futuro, es mejor usar suministros de +6V, 0V y -6V en su lugar.

Este arreglo con dos resistencias a menudo se usa en suministros individuales, pero generalmente con un regulador de voltaje o incluso otro amplificador operacional para proporcionar una mejor "tierra" que 2 resistencias solas. ¡Requiere cierto cuidado recordar que "0V" no es el riel de suministro negativo!

¡Gracias por la respuesta detallada! Agregué un circuito actualizado en la parte inferior de la pregunta con las resistencias instaladas y el amplificador operacional conectado correctamente (está conectado con retroalimentación negativa en la vida real). ¿Funcionará este nuevo circuito? Muchas gracias.
¿Funcionará? ¡Tú nos dices si lo hace! Eso se ve bien, aunque no es la forma convencional de dibujarlo... vea la figura 1 aquí. foro.allaboutcircuits.com/threads/…
Eso tiene sentido, he visto ese diagrama antes. ¡Muchas gracias por la ayuda... y te avisaré si no funciona!
¡Acabo de probar el circuito con las resistencias y todo funcionó muy bien! Para el circuito original, los problemas de los que habló fueron exactamente como los describió. (¡Medí los rieles de suministro originales y eran algo así como -2V +10V cuando la frecuencia actuó!) Gracias por la información detallada y me aseguraré de tener en cuenta la información sobre el plano de tierra. ¡Nos vemos por el sitio!
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