Problemas de amplificador diferencial de alto voltaje y ancho de banda alto

Heredé un circuito de medición opamp que se supone que puede medir voltajes diferenciales de hasta 1000 V con un ancho de banda de 1 MHz y una impedancia protectora entre el lado HV y SELV. Los 0-1000 V en el lado primario se convierten a 1,5 V - 3,5 V en el secundario. Básicamente es un amplificador diferencial con resistencias de 9 megaohmios para que no fluyan corrientes letales.

La compensación de 1,5 V se aplica a través del divisor de voltaje (66 kohm//330 kohm) a (33 kohm//100 kohm) y para evitar problemas causados ​​por el modo común, se usa la misma impedancia en la ruta de retroalimentación.
Para evitar problemas con la capacitancia de entrada del amplificador operacional o la capacitancia de los diodos, se utilizan capacitores de 220 pF para agregar una capacidad definida (nuevamente en ambas rutas debido a posibles problemas de modo común).
El problema con estos capacitores es que limitarían el ancho de banda a 40 kHz y agregarían un polo a alrededor de 1 MHz que eludieron con 15 pF en la retroalimentación.
Cuando traté de hacer su circuito (que funcionó para ellos, usaron los mismos amplificadores operacionales y límites muy similares), la respuesta de frecuencia mía siempre tiene una muesca de alrededor de 200 kHz que no puedo explicarme.

¿Alguien tiene alguna idea de qué parásito o estupidez mía podría causar tal desviación de la respuesta de frecuencia simulada?

Esquema: Respuesta de frecuencia simulada: Respuesta de frecuencia medida:Esquemático Respuesta de frecuencia simulada Respuesta de frecuencia medida

!! Actualización:
el primer polo a alrededor de 400 Hz desaparece cuando conecto Vpv- directamente a Gnd.Actualización de la respuesta de frecuencia medida

!! Actualización #2:
C3 y C4 están ahí para mejorar la inclinación del filtro. Pero como señaló andy aka, aumentan la ganancia del amplificador operacional a altas frecuencias hasta que se activan los 15pF. ¿Podría ser este el problema?
¿Sería posible que el GBP del opamp no sea suficiente a altas frecuencias porque la ganancia también aumenta? ¿Cómo simularía para eso?Efecto de C3 y C4

En una sonda de osciloscopio 10x, hay un pequeño capacitor en paralelo con la resistencia grande de 9 MΩ para formar un divisor de voltaje capacitivo en paralelo con el divisor de voltaje resistivo. ¿Es posible que esto se haya omitido en el esquema?
Gracias por su rápida respuesta. Intenté medirlo con la configuración 1x que agrega 13pF // 1MOhm a la salida del amplificador operacional y eliminé la pitaya roja, pero la respuesta de frecuencia simulada se mantuvo igual.
Al simular la configuración 10x 9Meg // 15pF en serie a los 1Meg // 13pF mencionados anteriormente, la ganancia aumentó de 10kHz a 1MHz pero no hubo muesca.
¿Puso condensadores de desacoplamiento adecuados en el suministro?
La impedancia de salida del suministro debe ser inferior a 50 mOhm hasta 5 MHz.

Respuestas (2)

Seguramente C4 está en el lugar equivocado: -

ingrese la descripción de la imagen aquí

Debe estar a través de la red de retroalimentación y no de -Vin a tierra si desea mantener un amplificador balanceado.

No veo la razón para tener C3 y C4 en absoluto. El simple hecho de colocar C4 donde está no equilibra la ganancia para mantenerla diferencial; no hace nada más que aumentar la ganancia de +Vin a altas frecuencias. La capacitancia de entrada del AD8618 es de aproximadamente 3 pF y los capacitores de 220 pF empequeñecen esa capacitancia. Estás obligado a tener problemas con ellos.

Si tiene algo que mostrar, ¿por qué no publicarlo en su pregunta? Lo que vi estaba demasiado borroso para leer.
C3 y C4 están allí debido a la respuesta de frecuencia mejorada , pero sí, creo que probablemente sería más inteligente no usarlos. Actualmente estoy almacenando los datos muestreados con 8MSps. Con C3 y C4 tengo una ganancia de -30dB a 4 MHz mientras que sin solo -20dB (No sé mucho pero tengo algunos diezmadores CIC que lo diezman de 125MSps a 8MSps que también ayudan con el suavizado)
Lo siento, presioné Enter por accidente mientras escribía el comentario. Lo pondré en la pregunta.
La conclusión es que con esos condensadores no tienes un amplificador diferencial matemáticamente. Cortocircuite las entradas y conduzca ambas entradas juntas con respecto a tierra y vea qué tan pobre se vuelve en el rechazo de modo común a medida que aumenta la frecuencia.

En el sistema real (no en una simulación), habrá desequilibrios en la capacitancia entre las dos resistencias de 9 megaohmios. ¿Cómo planea compensar esos desajustes?

Gracias. Las resistencias de 9 MegaOhm son en realidad resistencias de 9x 1 MegaOhm que ya están colocadas muy simétricas solo por razones de EMI. Nunca esperé que las resistencias de 1 megaohmio tuvieran capacidades parásitas significativas, pero según este grupo , podrían tener hasta 0,1 pF por resistencia de 1 Mohm. Estos valores no son críticos en mi simulación, pero si aumentan (x10), el polo que introducen comienza a ingresar en la banda de paso. ¿Cómo podría minimizar esto?
Problemas de amplificador diferencial de alto voltaje y ancho de banda alto
RespuestasAquíPolítica de privacidad1y, 0v