Opamp de corriente a voltaje en la aplicación DAC: red amortiguadora entre entradas

En la aplicación opamp de transimpedancia (o corriente a voltaje) para DAC, se recomienda colocar un capacitor en las entradas opamp (junto con una red RC amortiguadora a través de la resistencia de retroalimentación), para desviar la energía de alta frecuencia a tierra y evitar que el opamp entre en limitación de rotación. Consulte, por ejemplo, la hoja de datos AD797, fig 54. Hoja de datos: https://www.analog.com/media/en/technical-documentation/data-sheets/AD797.pdf

El propósito debe ser absorber la energía HF de los pasos actuales del DAC y evitar problemas de intermodulación transitoria (TIM).

¿Qué hay de tener, en cambio, en las entradas opamp, un capacitor RC amortiguado para evitar la carga capacitativa completa para el DAC y el posible timbre en su salida? (En efecto, no conozco el circuito de corriente de salida DAC y la estabilidad, por lo tanto, no puedo simular los beneficios, si los hay)

esquemático

simular este circuito : esquema creado con CircuitLab

)

Respuestas (1)

Aquí hay varios objetivos.

1) tener un circuito IV estable

2) tener un timbre mínimo, aunque haya un límite de 2,000pF entre las entradas OpAmp

3) absorber los transitorios de salida del DAC (problemas técnicos) en todo el rango de corriente de salida, a medida que cambia la ruta (depende de la topología de salida del DAC --- en cascada)

El circuito propuesto tiene DOS redes RC en serie, originalmente a través de Rfeedback, y se agregó un RC a través de los pines de entrada OpAmp.

Aquí no se muestra la "ruta" del OpAmp, la resistencia de salida del IC que parece inductiva y, por lo tanto, provoca un timbre en presencia de cualquier capacitancia, ya sea Cfeedback o Cload.

A altas frecuencias (durante el transitorio DAC), la ganancia será R2/Ramortiguación, por lo que puede hacer que la ganancia sea >1 o >>1; el OpAmp tiene que impulsar esa baja impedancia, y es posible que el OpAmp no tenga la capacidad de salida actual; si OpAmp entra en Limitación de corriente, la distorsión se disparará.

Este circuito dependerá en gran medida del OpAmp real utilizado y de qué tan cerca se acerquen las corrientes TRANSITORIAS al punto de disparo interno de la limitación de corriente. Mantendría las demandas de corriente máxima a menos del 25% del límite de corriente nominal, si realmente le importa la distorsión.

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¿El OP se pregunta si se necesita Rdampen? Sí. Tener solo un capacitor en el Vin- causará cambios de fase masivos, y tiene un oscilador. Es cuestionable qué tan bien la simulación captura este riesgo, porque las frecuencias más altas deben incluirse en el modelo del simulador, INCLUYENDO las inductancias VDD y las capacitancias ESD y los capacitores de derivación VDD, debido a las fuertes corrientes utilizadas por el amplificador operacional.

¿Por qué incluir capacidades ESD? porque las inductancias VDD y la gran dI/dT de las corrientes opamp se combinarán (V = L * dI/dT) para producir grandes alteraciones en los voltajes de la fuente de alimentación de silicio en el chip. Por lo tanto, los rieles OpAmp Gnd / Power estarán rebotando y sonando, a una frecuencia independiente del pico opamp-respuesta-retroalimentación mal-BODE sonando. Ese timbre VDD/GND se acoplará a través de los diodos ESD (3pF??) en los circuitos de entrada; 3pF a 1GigaHertz son solo 53 ohmios; ¿Es eso un gran problema? Depende del circuito real, la salida de PCB real.

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