Sé que tiene un margen de fase pequeño ... pero ¿por qué no oscila en los rieles?

Encontré un problema en mi lugar de trabajo con el siguiente circuito. Hice una respuesta OL y vi que el margen de ganancia es de 21 db y el margen de fase es de 14 grados. Claramente no tan bueno. ¡Tenga en cuenta que el límite de 680nF es un condensador ocupado en una placa!

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Medí el punto de prueba (TP) con un alcance y vi una pequeña oscilación de 50mV @ 42khz. Pensé que esto era interesante porque las últimas veces que vi un circuito inestable oscilaban de riel a riel. La oscilación que veo no parece deberse a la inestabilidad; creo que se debe a una carga de encendido en la tapa y la retroalimentación del amplificador está tratando de conducirlo al voltaje correcto, lo que provoca una pequeña oscilación cuando se excede. . Cuando la red se interrumpe (un colega toca el cable de la resistencia de 1,3k), deja de oscilar. Un ciclo de energía a veces hará que oscile nuevamente. ¿Alguien tiene una mejor explicación o material de lectura que pueda aprovechar?

Mi inclinación es despoblar el límite de la lista de materiales. Pero me gustaría tratar de entender la intención del diseñador original. Intenté buscar en línea las circunstancias por las que intentaría poner capacitancia adicional en una salida de un circuito de amplificador operacional. Encuentro mucha información sobre remedios y técnicas de negación. ¿Alguien tiene alguna historia interesante o razones por las que agregaron un límite de carga a una salida de amplificador operacional?

ACTUALIZACIÓN ingrese la descripción de la imagen aquí Al encenderlo, se activa una oscilación que se estabiliza alrededor de 400 mV pico a pico. Claramente actúa de manera inestable, no sorprende con el margen de fase dado. Simplemente no tengo claro la mecánica que dicta cómo se establece a 400 mV.

Solo por curiosidad, ¿ha probado con el osciloscopio los pines de alimentación del amplificador operacional para verificar si hay oscilaciones de voltaje en los rieles de alimentación? En otras palabras, ¿está seguro de que no tiene un regulador de voltaje LDO inestable, por ejemplo?
Sí, obteniendo una pequeña ondulación de los rieles, pero bien escondida en el ruido de medición.
@klamb: no se olvide de aceptar una de las respuestas. Así es como se "paga" a los encuestados por su trabajo :)

Respuestas (2)

El diseñador podría haber tenido la intención de hacer un filtro de paso de banda o de paso bajo, pero se olvidó de poner cualquier impedancia/resistencia entre el capacitor y el amplificador operacional. Pero esto es pura especulación y EE.SE no tiene lugar para eso.

Una cosa para recordar es que los amplificadores y los ADC tienen impedancia de entrada, en este caso R1 es 30kΩ (de la hoja de datos)ingrese la descripción de la imagen aquí

No puedo ver una razón para mantener el capacitor en la placa en su configuración actual, está cargando el amplificador operacional con capacitancia, o convierte el circuito en un filtro de paso bajo (y reduce el ruido) Una buena referencia es Op Amps para todos de TI o cualquier guía de diseño de amplificadores operacionales de un fabricante analógico.

Aprenda a hacer cálculos de filtros, consulte la hoja de datos del LT1001 para obtener información sobre la capacitancia (fig. 1001 G20) para obtener información sobre el sobreimpulso. Diseñe cosas con cálculos manuales, luego tal vez haga una simulación en LT Spice y luego implemente los cambios y pruébelos para ver si mejoran su situación.

Estoy de acuerdo en que el límite de 680 nF no tiene sentido. Si querían rodar la ganancia. (LP), entonces es mucho mejor poner una tapa en paralelo con la resistencia de 10 k ohmios en la ruta de retroalimentación. (Oh, los circuitos no siempre oscilan en los rieles).
Porque al poner el límite de 680nF combinado con la impedancia de salida del amplificador, introduce una "joroba" en la función de transferencia a frecuencias más altas. cds.linear.com/docs/en/application-note/an148fa.pdf En resumen, está causando inestabilidad. Además, si observa el gráfico 1001 G20 y lo considera como un sistema amortiguado cuando aumenta el sobreimpulso. Si continúa aumentando la capacitancia en el sistema, eventualmente el sistema nunca se amortiguará ni oscilará.
Tenga en cuenta que ya hay un polo creado a partir del RC antes de la etapa del amplificador operacional. Desde el punto de vista del sistema, no hay necesidad de un paso de banda en esta aplicación. Parece que agregar intencionalmente capacitancia de carga a la salida de un amplificador operacional es bastante exagerado, por lo que estoy interesado en la intención.
En lo que respecta a la intención, creo que la intención era reducir el ruido o crear filtrado, como lo harías en un riel eléctrico sin considerar los problemas que causaría. No puede simplemente poner tapas de sal y pimienta en una cadena de señal analógica, puede salirse con la suya en los rieles de alimentación porque en su mayoría operan en CC.
Sí, ahí es donde aterrizaron nuestras cabezas también. Aunque, me gusta el pensamiento de Spehro. Pero esta es una señal de entrada lenta antes del filtro de 33 Hz... y eso es mucho límite en la salida.

La salida del amplificador operacional no se comporta necesariamente de manera lineal; habrá una limitación de corriente y una limitación de velocidad de giro, por ejemplo. Por lo tanto, no es inusual que este tipo de error se muestre como oscilaciones de pequeña amplitud.

A veces, una pequeña cantidad de capacitancia en la salida o entre las entradas es útil en situaciones extremas de EMI, pero a expensas de la estabilidad y el ruido.

Trate de determinar el margen de fase con una señal de menor amplitud; claramente está cerca de cero.

Sé que tiene un margen de fase pequeño ... pero ¿por qué no oscila en los rieles?
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