¿Por qué el MCP601 es más adecuado que el LM833 para aplicaciones de suministro único?

Todavía no respondió, por favor necesita ayuda. Si no saben la respuesta, no tengan miedo de admitirlo, pero quiero generar una discusión sobre posibles soluciones/cálculos y no semántica como decirme qué significa Vcm cuando lo definí en mi texto, o decirme eso. el MCP601 no es compatible con pines con el LM833, lo que obviamente tomé en cuenta ya que mi salida en mi cuarta figura funciona perfectamente como se esperaba. Todo lo que pido es que la gente lea esto por favor y no se limite a meterse en cosas que ni siquiera agregan una especificación de relevancia a la conversación. Perdón por la diatriba, pero parece que las personas aquí no tienen respuestas reales y solo tienen una visión de túnel sobre las cosas que los hacen sentir superiores a los demás.

TLDR: probé dos amplificadores operacionales con configuraciones similares (solo ajusté Vcc a un rango apropiado) y encontré resultados muy diferentes, mencioné un par de hipótesis de por qué creo que este es el caso, pero no tienen ninguna consistencia cuando comparando los dos amplificadores operacionales, se agradecería mucho alguna ayuda/orientación.

Recientemente publiqué una pregunta sobre mi LM833-N y vi que nadie tenía una respuesta para mí, así que estoy de vuelta tratando de averiguar por qué este amplificador operacional específico no funciona para mi diseño de circuito. Aquí está mi fuente de alimentación única construida de la siguiente manera (con Vcc a 15 V y Vee GND):

esquemático

simular este circuito : esquema creado con CircuitLab

Primero probé este circuito con el LM833-N y obtuve esto como mi salida de alcance (salida CH2 entrada CH1):alcance2

Estaba confundido acerca de lo que estaba sucediendo porque creo que conecté todo correctamente (ignore el horrible ruido en mi señal de entrada ya que proviene de mi SMPS basura), así que investigué un poco y creo que este es un caso de rango de modo común de entrada incompatible . Mirando la hoja de datos del LM: http://www.ti.com/lit/ds/symlink/lm833-n.pdf

Encontré sus valores de VICR con condiciones de prueba de fuente de alimentación de doble riel con +- 15V dentro de un rango de 12V. Esto significa que para que mis señales de entrada sean compatibles con los rieles de alimentación a 15 y 0 V, mi Vcm no debe ser superior a +12 V ni inferior a +3 V. Entonces, para calcular Vcm, utilicé una fórmula simple que encontré en línea de (Vin1 + Vin2)/2.

Podemos calcular Vcm analizando si los picos promedio de las señales se encuentran dentro de nuestro rango de entrada de modo común: para el pin no inversor Vin1, la señal pequeña es de solo 2 V pico a pico como se ve desde nuestro osciloscopio y está sesgada por Vcc en un divisor de voltaje 2:1 que nos deja con +8.5V máx. y +6.5V mín. En Vin2, suponiendo que las leyes del amplificador operacional Vin1 = Vin2, deberíamos tener los mismos +8.5V max y +6.5V min (corríjame si me equivoco aquí). Ahora, usando la misma fórmula de Vcm que la anterior, obtenemos un rango de +8.5V a 6.5V para nuestra señal que no es mayor a 12V ni menor a 3V, por lo que todo debería verificarse aquí.

Sin embargo, este no es el caso como se ve en la salida de mi alcance y todo funciona al revés en mis ojos. He vuelto a cablear y deconstruido el circuito varias veces y la salida sigue siendo la misma. Si alguien pudiera arrojar luz sobre esta situación, sería muy apreciado, ¡muchas gracias por tomarse el tiempo de leer esto!

Aquí hay una foto de mi tablero si alguien piensa que hay un error en las conexiones en alguna parte, espero no haber cometido ningún error por descuido:Tablero de circuitos

Mi siguiente hipótesis fue cambiar el amplificador operacional a un MCP601, así que recableé mi circuito simplemente reemplazando el LM833-N con el otro amplificador operacional y cambié Vcc a 5V (ya que ese es el Vcc nominal máximo sugerido) y medí mi nuevo forma de onda (CH1 es mi salida y CH2 es mi señal de entrada):alcance3

Desde aquí podemos ver que todo funcionó correctamente al 100%, entonces, ¿alguien puede explicarme por qué el LM833-N no es adecuado para este circuito? Hice todos los cálculos de VICR y Vcm y llegué a la conclusión de que debería haber funcionado, pero claramente cometí un error, pero no estoy seguro de dónde. Si alguien puede arrojar algo de luz sobre esta discrepancia, sería muy apreciado, ¡gracias!

Hoja de datos para MCP601: http://ww1.microchip.com/downloads/en/DeviceDoc/21314g.pdf

En la hoja de datos del MCP601, descubrí que el VICR no debe ser mayor que Vcc - (+1,2 V) ni menor que Vee + (-0,3 V), por lo que mi señal de entrada se ajusta a este criterio, ya que mi oscilación es de 3,5 a 1,5 V. que está dentro del VICR de 3.8 a 0V. Mi última conjetura sobre la discrepancia de estos dos amplificadores operacionales sería la oscilación máxima de salida, ya que creo que el LM833 se está recortando antes de que el capacitor desacople la CC, mostrando así una señal recortada en mi salida. Esto me parece bastante razonable en el sentido de que se dice que la oscilación máxima de salida para el LM833 es de 12 V a 3 V (igual que nuestro Vcm) y la señal antes de que el condensador oscilara de (1) * Ganancia (2) + 7,5 = 9,5 V a (-1)*2 +7,5 = 5,5 V. Y la oscilación para el MCP601 es de +15 a -20, que está muy por encima de nuestra oscilación de la señal de salida de (1)*2 +2,5 = 4,5 a (-1)*2 +2,5 = 0,5 Esto parece razonable suponer que el LM833 no No funciona porque mi señal está completamente recortada y el condensador solo elimina la polarización de CC para lo que ya es una señal arruinada y no puede recuperar la salida. Sin embargo, según estos cálculos, no puedo notar nada malo con el LM833 que el MCP601 haga diferente.

Si alguien pudiera tomarse el tiempo de leer esto, sería muy apreciado, ¡muchas gracias!

¿Por qué el valor del capacitor de bloqueo de CC de entrada es tan pequeño? Y, su circuito de amplificador operacional tiene solo una ganancia de CA de 2.
C1, R1 y R2 forman un filtro de paso alto con un corte superior a 10 kHz. No pasará gran parte de su señal de 60 Hz para ser amplificada.
Eso tiene sentido, publicará una edición con un valor de capacitancia más alto, ¡gracias! editar: hecho! aunque la salida sigue mostrando una línea plana
¿Cómo conectó el amplificador operacional no utilizado en su configuración LM833?
Además, dice que acaba de quitar el LM833 y dejó caer el MCP601 en el mismo circuito, pero las dos partes no son compatibles con los pines. La salida de MCP601 está en el pin 6, pero la salida de LM833 (cuando se usan los pines 2 y 3 como entradas) está en el pin 1.
MCP602 (un amplificador operacional dual) es compatible con pines con LM833 (un amplificador operacional dual).
Dije que lo dejé caer en el mismo circuito, no dije nada sobre ponerlos en la misma configuración de pines ni nada sobre sumarlos. Obviamente coloqué el MCP601 en el mismo circuito pero lo recableé en consecuencia, puede ver que mi salida realmente funciona.
Un "reemplazo directo" es un término que se usa a menudo en ingeniería eléctrica. Se refiere a una parte que tiene una conexión idéntica y una función lo suficientemente cercana como para "colocarse" en el circuito sin necesidad de cambios en el circuito. Su uso no estándar causó un poco de confusión.
¿De dónde sacaste esas citas? Ni siquiera mencioné nada parecido a una caída en el reemplazo, esto es lo que dije: "así que recableé mi circuito simplemente reemplazando el LM833-N con el otro amplificador operacional", lo que dice explícitamente que recableé mi circuito en consecuencia de una manera simple. y ajusté los pines, de lo contrario mi salida no funcionaría y mi pregunta sería completamente diferente. ¿Podemos dejar de discutir la semántica y centrarnos en el punto principal de esta publicación, la pregunta real?

Respuestas (2)

Su principal problema es que R1, R2 y C1 forman un filtro de paso alto de 32 KHz en la entrada. A 60 Hz, tiene alrededor de 6 dB de ganancia en la etapa del amplificador operacional y alrededor de -54 dB en el filtro de entrada, para una ganancia general de -48 dB. Reemplace C1 con uno de esos límites de 470uF que claramente tiene en abundancia, y apuesto a que funcionará como espera.

Muy bien, probé lo que dijiste y cambié el límite de 10nF con 470uF y parece que tengo el mismo problema, aunque mi CC se desacopla en la salida, por lo que estamos a mitad de camino. La foto de salida del alcance está editada en la publicación principal, ¡gracias! PD: ¿ustedes creen que algo anda mal con mis cálculos de Vcm?
Los límites de Vcm=Vcc/2 están limitados por los picos. . El ruido debe eliminarse mediante un límite de ESR bajo a bordo y un método de sonda sin clip. (busca aquí)
Verifique que ambas entradas sean Vcc/2 DC Luego aprenda a probar sus medidas contra EMI sin cables de antena largos.
Ok, gracias por la aclaración de que Vcm está limitado por picos, así que me alegro de haber hecho ambos cálculos, ya que usar picos tiene mucho más sentido y coincide con mi análisis LM833 cerca del final. Puedo intentar probar mi circuito con EMI, pero entonces, ¿por qué agregar el MCP601 en el mismo circuito sin ninguna prueba muestra resultados lineales? Dado que mi control es el cableado, asumiría que hay más que solo ruido, especialmente con una salida de línea plana que no se caracteriza por el ruido típicamente.

LM833

V C METRO Rango de modo común de entrada: +/- 12 V con suministro de +/- 15 V

MCP601 Rango de entrada de modo común V C METRO R V S S – 0,3 a V D D – 1,2 V

La entrada del MCP601 puede llegar a 300 mV de tierra cuando se usa en el lado de la señal, pero parece que el LM833 necesita mucho más margen.

Esto podría no ser un problema si utilizó una configuración de inversión con el terminal no inversor entre los rieles, pero ese LM833 necesita mucho espacio libre en las entradas, por lo que su suministro positivo debería ser bastante grande.

¿Te parecen correctos mis cálculos de Vcm? Ya que me dicen que el LM833 debería haber sido compatible con mis rieles de entrada y alimentación. También cree que es un problema con la oscilación del voltaje de salida, ya que parece que la oscilación del LM833 está muy por debajo de lo que es mi salida real, así que supongo que saturaría todo el ciclo de mi señal en la salida y cuando se desacople por la tapa. y leído por mi alcance toda la señal ya se ha perdido. El rango de modo común de entrada no debería ser un problema aquí, ya que la señal de entrada está sesgada adecuadamente para encajar entre +12V Vcc y 3V Vee