El amplificador operacional se recorta bien bajo los rieles de voltaje asimétricamente

He estado tratando de averiguar qué parece un problema de recorte en el circuito vinculado.

Nuestra entrada es una señal de voltaje sinusoidal de 8 kHz y 120 mV proveniente de un AD9850. Estamos tratando de amplificarlo a una señal de 5V. La señal se recorta a 1,3 Vpp muy por debajo de nuestros rieles de +/-5V.

Hemos aumentado el suministro a 20 V (+/-10 V), pero el "recorte" permanece (la señal recortada de pico a pico aumenta ligeramente hasta aproximadamente 1,8 V). Tenemos una división ligeramente desigual para el voltaje de suministro en el amplificador operacional a 5,5 V y -4,5 V, pero por lo que leí, eso no debería causar tanto problema. Teníamos exactamente el mismo problema con un OPA2134PA. El problema persiste hasta +/-30 V y agregar resistencias paralelas a los capacitores de tierra virtuales tampoco ayudó.

El pico negativo se recorta menos que el pico positivo. Estamos bastante seguros de que nuestros capacitores están orientados correctamente (tenemos C 1 + frente al lado positivo de la oferta, C 2 + mirando al suelo y C 3 + frente a la entrada de CA).

esquemático

simular este circuito : esquema creado con CircuitLab

Eso no es un terreno virtual. Debe agregar dos resistencias en paralelo con C1 y C2.
Necesitamos un botón "Ve a pararte a la esquina..." para hacer clic cada vez que alguien use un 741...
En esa esquina también debería haber una gran pila con copias de Opamps para todos: web.mit.edu/6.101/www/reference/op_amps_everyone.pdf para que todos lean y se lleven a casa después de leer.
Y lea la respuesta de Andy aka a esta pregunta: electronics.stackexchange.com/questions/304521/… para obtener una lista de razones para no usar un 741 mientras está parado en la esquina.
Pero la hoja de datos especifica las Condiciones de funcionamiento recomendadas en las que el suministro se proporciona nominalmente +/- 15V.
Pensamos que deberíamos mantenernos alejados del máximo recomendado, dice que el nominal es de 5-> 15 en la hoja de datos, pero lo intentaremos.
Lo que debe evitar son las clasificaciones máximas que son +/- 18 V (o más según el fabricante) para un 741. Entonces, incluso a +/- 15 V hay cierto margen de seguridad.
Incluso en el recomendado ± 15 V suministro, el 741 podría recortarse en ± 12 V . Por lo tanto, utilice un adecuado ± 15 V suministro de riel dividido si es posible o un solo 30 V suministro con una tierra virtual amortiguada en 15 V .
De hecho, proporcione un suministro adecuado de +/- 15 V y mida que es de +/- 15 V. Desconecte la onda sinusoidal de entrada, ¿la salida del opamp está cerca de 0 V? Si es así, conecte la señal solo aplique unos pocos mV, ¿la señal está bien? Luego aumente hasta que se corte.
Intenté +-15V solo obteniendo una señal de 2.8V con un poco de recorte. ¿Debo aumentar la resistencia de retroalimentación?
Los problemas del 741 generalmente se pueden resolver retirando cuidadosamente el 741 de la placa y colocándolo en un contenedor de basura adecuado, y reemplazándolo con un amplificador operacional decente de diseño más reciente que el de finales de la década de 1960 .
Jajaja alguna recomendación para algunos buenos amplificadores operacionales modernos de propósito general. TBH, la única razón por la que elegí un 741 fue porque ese es el amplificador cortador de galletas que se enseña en la universidad.
Las recomendaciones de Opamp son difíciles, hay tantas. Sabiendo lo que necesita del amplificador, entonces una búsqueda paramétrica suele ser el camino a seguir. Fuera de mi cabeza: compatible con pin, común y barato, puede echar un vistazo a los chips tipo TL0xx de TI: www.ti.com/lit/ds/symlink/tl031.pdf o www.ti.com/ lit/ds/enlace simbólico/tl081a.pdf

Respuestas (3)

El gran problema con el esquema tal como se dibuja es que su referencia de cero voltios puede flotar libremente en cualquier lugar entre cualquiera de los rieles de suministro. Intente agregar resistencias de valor bajo << 1k, si es posible, en C1 y C2. Esto mantendrá el voltaje de referencia a tierra un poco mejor.

Si eso mejora las cosas, considere un suministro de riel dividido o reemplace la resistencia inferior con un diodo Zener de 5 V para mantener la línea de cero voltios a +5 V en relación con el suministro negativo.

esquemático

simular este circuito : esquema creado con CircuitLab

Figura 1. Generación de tierra resistiva y Zener.

O, y odio decirlo, agregue otro 741 para amortiguar el terreno virtual.
Me temo que pensamos demasiado parecido. Podríamos tomar turnos alternos en el sitio o arreglar una cobertura de vacaciones para cada uno. ¡Estaré en contacto!
LOL.. sin duda ;)
Hola chicos, agregamos las resistencias en paralelo a los capacitores y nuestra salida todavía se está recortando a partir de alrededor de 1.1 V cuando colocamos una resistencia de 10k en la retroalimentación. Estamos conectando a tierra todo menos la entrada de CA en la tierra virtual. ¿Deberíamos separar el terreno OPAMP +IN del terreno virtual? (No hay diodo zener a mano para ver si esa configuración lo arreglaría)
@Paul tal vez haya usado sondas de alcance 10x y no se haya dado cuenta.

El circuito AD9850 tiene (suministrado con voltaje positivo) un voltaje de compensación de CC en la salida, y el capacitor de 500 uF utilizado para acoplar la señal al amplificador probablemente también tenga una resistencia de fuga baja, por lo tanto, la compensación de CC y el comportamiento diferente en el positivo y lado negativo.

En la página 2 de la hoja de datos del AD9850 , se indica que su impedancia de salida suele ser de 120 kΩ.

Me resulta difícil de creer, pero eso es lo que dice. Simplemente no suena bien, para un dispositivo de 125 MHz. Incluso 1pF en la salida causaría una gran atenuación a 1MHz. Creo que debe ser un error tipográfico.

De todos modos, incluso si están fuera de un orden de magnitud, no tiene ninguna posibilidad de impulsar su amplificador de impedancia de entrada de 1kΩ.

Yo amortiguaría esa salida DAC con un seguidor de voltaje, antes de cualquier etapa de ganancia. O tal vez podría emplear el opamp en una configuración no inversora, con alta impedancia de entrada:

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