Modificación de un filtro de amplificador operacional para usar un solo suministro

Tengo muchas dificultades para modificar un filtro de paso de banda de "variable de estado" de suministro dual a suministro único. ( https://www.electronics-tutorials.ws/filter/state-variable-filter.html )

Así es como debería verse el circuito y la respuesta de frecuencia, captura de pantalla del sitio web. Solo me preocupa la respuesta del filtro de paso de banda.ingrese la descripción de la imagen aquí

La siguiente simulación de LTSpice se realiza con rieles de suministro duales y coincide con el gráfico esperado:ingrese la descripción de la imagen aquí

Pero cuando trato de cambiar los rieles de suministro a lo que creo que funcionaría, no obtengo mucho de nada en la salida. Probé variaciones de esto, pero todas terminaron en el rango de -50dB a -60dB. Lo que hice fue simplemente cambiar todos los rieles negativos a tierra, luego cambié los terminales (+) de los amplificadores operacionales a un voltaje de polarización en medio riel (2.5V).ingrese la descripción de la imagen aquí

No estoy muy seguro de lo que va mal, y he estado atascado durante algún tiempo. Cualquier ayuda apreciada.

Editar: en respuesta al comentario a continuación, esto es lo que obtiene cuando cambia la fuente de CA a tierra a vbias. Agregar o quitar la tapa entre V2 y R1 no cambia mucho, agregar o quitar la resistencia de 1M tampoco cambia mucho.ingrese la descripción de la imagen aquí

Actualización con respuesta: elegí un amplificador operacional en "aleatorio" en el menú de LTSpice. Cambiar el tipo y agregar el límite entre la fuente y R1 arregló la simulación. Probé el circuito a continuación, pero sigo recibiendo la respuesta anterior: se necesita más depuración. Pero ese es un tema aparte y esta pregunta aquí está resuelta. Esto es con lo que terminé. ingrese la descripción de la imagen aquí¡Gracias a todos!

Tal vez intente acoplar AC la entrada en R1.
Agregar 100uF entre V2 y R1 cambia la curva a una forma LPF, con el punto 3db a 1kHz. Magnitud de banda de paso a -42dB. No habría esperado eso en absoluto, habría pensado que la fuente de CA estaba acoplada a CA. Es interesante que haya sucedido, pero no del todo la respuesta.
La fuente de CA oscila alrededor del suelo al que la conectó. Si conectó la parte inferior de la fuente V2 a su Vbias, en su lugar, estaría sesgado correctamente (pero eso es una especie de trampa). No debería necesitar R7. No entiendo sus resultados, "cambia la curva a la forma LPF..." - ¿Qué curva? Hay 3 salidas.
He editado la pregunta con el gráfico resultante. R7 está ahí porque en algunas variaciones, la CA se hunde en vbias, la resistencia evita en gran medida que eso suceda mientras sigue proporcionando la polarización y una pequeña corriente de polarización. Conectar gnd de V2 a vbias no funcionó del todo. La curva de la que estoy hablando es el diagrama de Bode del punto etiquetado BPF_OUT. Solo me preocupa el filtro de paso de banda, y no las salidas de paso alto o bajo.
Quise decir vbias al fondo de la fuente de CA en lugar del condensador de acoplamiento. Probablemente también tendrá que bombear el riel a +10V más o menos. El OP227 no está diseñado para funcionar en un solo riel de 5V.
Devolvió la entrada de CA a Vbias Y agregó un capacitor de bloqueo de CC. Eliminar C3.

Respuestas (2)

El amplificador operacional OP227 no está diseñado para funcionar con un solo riel de alimentación tan bajo como 5 voltios. Sin embargo, no digo que algunos modelos PSPICE del dispositivo no ofrezcan los productos a 5 voltios, pero debe tener en cuenta sus expectativas. Si observa TPC 27 en la hoja de datos, verá que el voltaje mínimo general del riel es de aproximadamente 7 voltios: -

ingrese la descripción de la imagen aquí

Y si lee la hoja de datos para el rango de voltaje de entrada, generalmente es +/- 12.3 voltios en rieles de +/- 15 voltios. Si hizo los cálculos y descubrió cuál es el rango de voltaje de entrada en un solo riel de 5 voltios, no tendría sentido.

Un modelo SPICE medio decente fracasaría con un solo suministro de 5 voltios (como era de esperar). Intente ejecutarlo en un riel de 30 voltios solo para ver que funciona, luego opte por un amplificador operacional diferente que sea compatible con el riel de 5 voltios.

Y sí, necesita colocar un capacitor en serie en la entrada a menos que lo sesgue adecuadamente al riel medio.

Sí, eso es todo. ¡Gracias! Arreglé la simulación y actualicé la pregunta con el resultado final de la simulación. La simulación final con el NE5532 ("se puede operar como un solo suministro..." - hoja de datos) da como resultado la penúltima imagen. No estoy seguro de qué más está pasando.
@AvidCoder el suministro mínimo recomendado para el NE5532 es de 10 voltios o +/-5 voltios. TODOS los amplificadores operacionales se pueden operar con un solo suministro. ¿Ha notado que el pin del amplificador operacional no incluye un pin de 0 voltios? No les importa, pero necesitan suficiente voltaje y algunos necesitan más voltios que otros.
Eventualmente conseguí que esto funcionara, riel de 5V, riel de 10V, o cualquier cosa intermedia y hasta ~ 2V. Poner un tono de 1khz relativamente limpio emite un tono de 1khz + señales espurias a 2kHz (-80dBc), 3kHz (-80dBc), 4kHz (-100dBc), y así sucesivamente. Es extraño que obtenga más estímulos en la salida que en la entrada. ¿Qué podría estar causando esto?
Eso se debe a la distorsión de salida (distorsión armónica) como resultado de no linealidades e imperfecciones.

Si aplica CC en la entrada, el lazo del servo intentará forzar la salida de A2 para que también esté a 0 voltios.

Los amplificadores operacionales no funcionan en -rail, ni en +rail.

Agregue DC_blocking.

================================================

DC_ground la entrada de señal. Luego ejecute la simulación.

Espero que solo necesites UNA CAP, en serie con esa resistencia más a la izquierda.

¿Dónde agregaría el bloqueo de CC a la entrada (-) en cada uno de los tres amplificadores operacionales? ¿En las resistencias de retroalimentación? El análisis del punto de operación de CC muestra que la CC está a 2,5 V para la salida de los tres amplificadores operacionales.
Modificación de un filtro de amplificador operacional para usar un solo suministro
RespuestasAquíPolítica de privacidad1y, 0v