¿Qué tan repetible es la salida de un opamp?

Tengo dificultades para encontrar información sobre cuán repetible es la salida de un amplificador operacional en esta configuración de comparación simple. Dar el siguiente esquema:

esquemático

simular este circuito : esquema creado con CircuitLab

Sé que un amplificador operacional real tiene un voltaje de compensación de entrada distinto de cero, por lo que el voltaje diferencial real requerido para hacer que la salida sea 0V podría ser un par de mV para un amplificador operacional Jellybean. Entonces, en el ejemplo anterior, el voltaje real podría ser de 2.503 V y también podría variar con la temperatura, pero asumiendo que la temperatura se mantiene constante, ¿qué tan repetible es? Significado repetible en dos puntos en el tiempo, ¿qué tan diferentes pueden ser los voltajes de entrada para que la salida sea la misma?

Desafortunadamente, al no ser un EE, no puedo entender cómo leer correctamente una hoja de datos opamp. ¿Cómo averiguo qué tan repetible es realmente la salida de un opamp?

Pregunta adicional: ¿La salida de un opamp es más repetible que la salida de un comparador o un disparador schmitt? ¿Cómo puedo saber esto mirando la hoja de datos?

PD: He realizado algunas pruebas con un LM393 y un 74hc14 y con las referencias de voltaje y los multímetros a los que tengo acceso, prácticamente no veo la diferencia. Cambiar la entrada en 10 µV cambia de manera confiable la salida entre 5 V y 0 V (por supuesto, a un voltaje absoluto diferente).

Para profundizar en el propósito: la entrada es una señal analógica con una resolución relativamente alta. No estoy interesado en el valor real de la señal analógica, pero necesito saber exactamente cuándo cruza un cierto umbral. El valor absoluto del umbral no importa siempre que se mantenga lo más constante posible.

1. Su esquema no muestra la resistencia de retroalimentación que dice que tiene su circuito real. No le costará ningún extra incluirlo, por lo que sabemos exactamente sobre qué circuito está preguntando. 2. ¿Ha considerado usar un chip diseñado para ser un comparador, en lugar de un amplificador operacional o una puerta de activación de Schmitt? 3. ¿Exactamente qué amplificador operacional está considerando usar, si debe usar un amplificador operacional?
La repetibilidad nunca se especifica. Lo que se especifica es la precisión. Pero le da una idea de lo que puede esperar (y algo como 74hc14 es, de hecho, mucho peor que un comparador y un voltaje de referencia). De todos modos, ¿cuál es tu objetivo? ¿Cuánto mV/µV de desviación puede tolerar?
La entrada es una señal entre 0V y 5V y podría tolerar una desviación de unos 100µV. ¿Es eso 5V/100µV = 50 mV/µV o 100µV/5V = 2*10^8 mV/µV?
Cuando dice "de momento a momento", implica que su señal de entrada está cambiando en el tiempo. ¿Qué tan rápido está cambiando?
Momento a momento significa que hay una determinada señal de entrada en un día y otra en otro día. Digamos que tengo una entrada de 2.50000000000V el lunes y 2.49999999999V el martes. ¿Obtendré el mismo resultado? (Suponiendo que la referencia en la entrada no inversora sea siempre exactamente 2.50000000000V)
@ClaytonLouden, entonces debe tener en cuenta el nivel de ruido de su señal (diafonía, lo que sea). En su ejemplo, el resultado variará de 0 a 1, y probablemente cambiará muy rápidamente entre 0 y 1 en otros momentos, según la temperatura y la humedad ambiental, o la presencia de un teléfono celular activo, o una estación de FM a cinco millas de distancia, o la proximidad a tu propia mano es un amplificador

Respuestas (2)

Las especificaciones principales que está buscando son 'estabilidad a largo plazo' y 'coeficiente de temperatura de voltaje compensado'.

Cuando busca hacer una comparación muy precisa con una referencia, es común usar un amplificador de precisión con una ganancia modesta, como 100x, por delante de un comparador más convencional.

Por ejemplo, mire el OP177 con su especificación máxima de 0,3 uV/C para la compensación de entrada frente a la temperatura, y una deriva típica de compensación de entrada de 0,3 uV por mes. Esos son un orden de magnitud o más mejores que los amplificadores operacionales y comparadores baratos de 'grado de cocina'. Este es mi dispositivo 'ir a' para trabajos de alta precisión de bajo costo (digikey $ 6 en uno para el grado F más alto). Si un amplificador o comparador no especifica la deriva/tiempo, ¡entonces puede asumir que es peor que eso!

De hecho, dada una estabilidad del orden de uV en 2.5v, su dificultad no será el sistema de comparación, sino el voltaje de referencia. El truco para obtener una buena estabilidad de referencia es a) elegir un dispositivo bien especificado para la deriva (el zener enterrado es el tipo a tener en cuenta) b) ejecutarlo continuamente las 24 horas del día, los 7 días de la semana, los 365 días del año c) desde un voltaje regulado d) a una constante temperatura. Los usuarios a menudo usan dos etapas en cascada de regulación de voltaje y temperatura, ya que facilita los requisitos de estabilidad para ellos.

¿Cómo compruebas que tienes un voltaje estable? Construya dos o tres sistemas y compárelos.

Eso sí, si tiene un amplificador de baja deriva decente y una referencia de baja deriva, ¿la estabilidad del proceso que está midiendo es significativa en este nivel?

Esto es solo una suposición, pero sospecho que cuando su amigo ingeniero dice que un amplificador operacional o un comparador configurado como un disparador Schmitt es más preciso que un disparador Schmitt común, él o ella está hablando de un disparador Schmitt de puerta lógica (IC). como 74HC14.

Él o ella tiene toda la razón SI eso es con lo que se están comparando. Los umbrales de voltaje absolutos de un disparador Schmitt de puerta lógica típico tienen una amplia variación.

Realmente depende de para qué necesite su Schmitt Trigger. Si necesita umbrales de voltaje precisos, use comparadores conectados como Schmitt Triggers. Si el objetivo es limpiar una señal lógica ruidosa, el gatillo Schmitt de puerta lógica preliminar probablemente sea suficiente.

Hmm... Pero no me importa la precisión. Me importa la repetibilidad. Necesito cambiar al mismo voltaje, pero no me importa el valor real de ese voltaje. En este caso: ¿Es un comparador o un opamp significativamente mejor que un 74HC14? ¿Cómo puedo averiguar esto al leer la hoja de datos?
Cuando dice repetibilidad, ¿quiere decir de momento a momento, o va a construir 100 de estos y necesita que todos tengan el mismo umbral?
Momento a momento.
Es más fácil especificar la precisión requerida para el error del comparador que analizar todas las opciones malas y buenas. Esto depende del espectro de la señal, el rango y la SNR de la fuente y el caso más desfavorable de Vio(T,Vcc). ¿Cuántas partes por millón o mV?
¿Qué tan repetible es la salida de un opamp?
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