¿Por qué un amplificador diferencial alimentado por dos amplificadores operacionales separados con resistencias de entrada bajas distorsiona la señal en la entrada inversora?

Estoy usando el siguiente circuito. In1 e In2 provienen de dos amplificadores separados (Max9643), ambos alimentados por un pulso cuadrado pero tienen sus terminales inversoras y no inversoras entrecruzadas entre sí. Los amplificadores de primera etapa funcionan bien por separado. Ahora llegando a la segunda etapa (es decir, el circuito que se muestra a continuación).

esquemático

simular este circuito : esquema creado con CircuitLab

Cuando uso R1=R2=20k y R3=R4=100k, funcionan correctamente e In1 e In2 se muestran a continuación: ( no distorsionadoEsto es solo una simulación especiada y la salida práctica varía, especialmente con respecto a la limitación de alta frecuencia).

Ahora, si uso R1=R2=20 y R3=R4=100, Vin2 de alguna manera se ve afectado.Distorsionado

Me doy cuenta de que estoy haciendo algo mal con los valores de resistencia, pero ¿qué está pasando exactamente? En un circuito práctico, más que la reducción de voltaje, los bordes parecen contaminarse y son irregulares. Estoy usando un amplificador operacional con corrientes de polarización de 10 uA, por lo que las resistencias de alto valor podrían no ser adecuadas para mí. Pero si se trata de un problema de corriente/voltaje de entrada, ¿por qué ocurre esto solo en el terminal inversor? Me he estado castigando por esto porque creo que debe ser un problema básico, pero no puedo identificar la causa exacta. Planeo verificar esto con un amplificador IC completamente diferencial en lugar del amplificador operacional, pero realmente me gustaría saber qué estoy haciendo mal.

Incluso con estos bajos niveles de señal, sus amplificadores operacionales no tienen la capacidad actual para manejar sus bajas resistencias. Intente multiplicar sus resistencias por 10 y vea qué sucede.
La salida de su amplificador operacional en este esquema y la salida del amplificador operacional que maneja In2 están conectadas entre sí a través de R2 y R3 en serie. Con esos valores de resistencia bajos, lucharán entre sí bastante duro y ciertamente comenzará a ver efectos como ese (posiblemente debido a las impedancias de salida internas de los amplificadores operacionales).

Respuestas (1)

Tenga en cuenta que las impedancias de entrada son bastante diferentes en las dos entradas. En la entrada no inversora serán 120 ohmios a tierra, y en la entrada inversora solo 1/6 de eso.

Las salidas de sus chips max9643 solo pueden suministrar unos pocos mA, por lo que la entrada inversora cargará la fuente en exceso con una entrada de <100 mV.

Gracias, eso ayuda. ¿Puede contarnos un poco más acerca de cómo llegó a 1/6 de la resistencia en la entrada inversora? Estoy tratando de calcular la resistencia mínima que tendré que poner sin cargar el Max9643 más allá de 1 mA. Esto es para aplicaciones de alta frecuencia, por lo que no puedo colocar una gran resistencia de retroalimentación sin que afecte significativamente la respuesta de frecuencia, por lo que estoy tratando de mantenerla al mínimo + margen.
Bueno, dividí 120 entre 20... y obtuve 6. La entrada Z a la entrada inversora es de solo 20 ohmios porque hay una tierra virtual en la terminal inversora del amplificador. Excepto que no es realmente una tierra, está a 20/120 del voltaje en la entrada no inversora del amplificador. Entonces, la diferencia de las dos salidas del MAX9643 no puede exceder algunas decenas de mV (quizás 50-60 mV). Aumente considerablemente los valores de la resistencia y este problema debería desaparecer.