Señal extremadamente ruidosa después del seguidor de voltaje/búfer [cerrado]

Estoy tratando de crear un seguidor de voltaje para mi matriz lineal CCD. Cuando mido la señal con el osciloscopio directamente desde la salida del CCD, la señal es razonablemente limpia. Sin embargo, cuando mido si después del seguidor de voltaje, la señal es extremadamente ruidosa. ¿Distorsionado?

La salida analógica del CCD fluctúa entre 5V y 8V. La velocidad de lectura es de alrededor de 1 MHz. Por lo tanto, estoy usando el ancho de banda AD8004 OpAmp 250MHz, 3000V/us. Lo enciendo con -Vs=0V y +Vs=12V.

Esquema de conexión

Poner un límite de 10uF en la línea de alimentación al lado del IC no ayuda. Por favor, ayude a encontrar la razón de tal salida ruidosa.

¿Qué tal un esquema y algunas capturas de alcance?
Además, ¿qué tipo de sonda de alcance está usando? Es posible que la capacitancia de la sonda del osciloscopio esté filtrando el ruido cuando sondea directamente.
¿Cuál es la impedancia de salida del CCD?
No se pueden obtener imágenes de alcance ahora. El esquema es simple: Vin+ está conectado a la salida CCD, Vin- está conectado a la Vout del opAmp. Yo diría que la señal está bastante distorsionada. El manual dice que la sonda es pasiva.
@apalopohapa La hoja de especificaciones no dice. Solo dice que la capacitancia típica en el pin de salida es de aproximadamente 45pF. También dice que " el ancho de banda de media potencia en una carga externa de 10pF es 150MHz "
La corriente de polarización de entrada parece un poco alta en el AD8004 (hasta 100 uA) y puede o no estar cargando el CCD. Además, ¿se está utilizando todo el cuádruple del amplificador operacional, está dejando alguno de ellos flotando? Además, 10uF es bueno para volumen, pero necesita derivación de alta frecuencia. Pruebe también con un pequeño 0.1uF. Además, es un amplificador operacional de video, que generalmente tiene una carga de 150 ohmios, por lo que probablemente esté optimizado para él, así que intente cargarlo también con una resistencia de salida.
@Naz, si no conectó su amplificador operacional a una fuente de alimentación, probablemente sea parte de su problema. Si conectó su amplificador operacional a una fuente de alimentación, entonces su descripción de texto de su circuito está incompleta, y le recomiendo que agregue un esquema para que podamos entender qué circuito nos está preguntando.
Será útil si su esquema incluye conexiones de fuente de alimentación, condensadores de derivación y cargas en la salida que están presentes en su circuito.
No puede ejecutar el AD2004 como un amplificador operacional normal: es un amplificador operacional de retroalimentación actual y, conectar su o / p a -Vin está mal, muy mal, creo.
@Naz, revertí su edición reciente, porque eliminó la información sobre qué amplificador usó, sin la cual no se aplica su respuesta aceptada.

Respuestas (2)

Mirando la hoja de datos, el AD8004 no parece ser una gran opción para un seguidor de voltaje, y es posible que se necesite una consideración especial si lo va a usar de esa manera.

  • En ninguna parte de la hoja de datos se afirma que el amplificador tiene una ganancia de 1 estable. Sin embargo, se dan algunas especificaciones para configuraciones de ganancia de +1, por lo que no es del todo imposible usarlo de esta manera.

  • Cuando se dan especificaciones de ganancia de +1, se especifica una resistencia de retroalimentación (R f ) de 700 - 1100 ohmios. No hay especificaciones sobre cómo funcionará la pieza en la configuración habitual de seguidor de voltaje con una conexión de cortocircuito (R f = 0 ohmios) desde la salida hasta la entrada inversora.

  • La respuesta de frecuencia en la configuración G=+1 muestra un pico sustancial.

Mi conclusión de esto es que el amplificador es "apenas" estable en configuraciones de ganancia unitaria. Es muy posible que su amplificador esté oscilando si ha conectado la configuración estándar de "seguidor de voltaje".

Si desea utilizar AD8004 como seguidor, definitivamente debe incluir una resistencia en la ruta de retroalimentación (se recomiendan 806 o 1,21 k ohmios en la tabla I de la hoja de datos).

Como sugirió un comentario, también debe asegurarse de conectar los pines de cualquier amplificador no utilizado en el paquete de tal manera que mantengan un voltaje constante. Si los deja abiertos, es probable que las salidas no utilizadas fluctúen aleatoriamente. Y es probable que esta fluctuación se acople (por ejemplo, a través de la fuente de alimentación) al amplificador usado y exacerbe cualquier problema que tenga con la estabilidad.

Pero aún más seguro, especialmente dado que solo tiene una señal de entrada de 1 MHz, sería encontrar un amplificador operacional más apropiado para esta aplicación.

Definitivamente necesita una resistencia de retroalimentación para este dispositivo - ¡¡¡Vin es una resistencia de entrada de 50 ohmios!!!
@El Fotón: sí. después de colocar una resistencia de 820 ohmios en el circuito de retroalimentación, el problema desapareció. Gracias. Solo quería preguntar acerca de los pines no utilizados. ¿Estaría bien ponerlos a tierra a todos? Además, probaré el sugerido por Spehro Pefhany ADA4800. Pero, en general, me equivoqué al elegir este componente como búfer. Entonces, ¿en qué especificaciones debería centrarme cuando busque un búfer adecuado? Gracias de antemano.
Desea buscar un dispositivo que tenga "ganancia unitaria estable" en su descripción, y necesita un producto de ancho de banda de ganancia superior a 1 MHz. 2-5 MHz estaría bien. 250 MHz es una exageración masiva. Después de eso, reducirá las especificaciones basadas en su selección, como el voltaje de compensación o la capacidad de conducción de carga o el precio, según los requisitos que no forman parte de esta pregunta.
En cuanto a los pines no utilizados, definitivamente no conecte a tierra los pines de salida. Con amplificadores operacionales normales (retroalimentación de voltaje), generalmente configuro dispositivos no utilizados en un chip como seguidores de voltaje y vinculo la entrada + a un voltaje de nivel medio. Sin embargo, no sé si eso es lo mejor para el AD8004.
@ThePhoton: Mi experiencia anterior mostró que incluso el ancho de banda de 16 MHz no era suficiente. Usé MC33078, sin embargo, estaba alterando la forma de la señal: los componentes cuadrados se estaban volviendo triangulares.
Bien, entonces malinterpreté lo que escribiste en la pregunta. Cuando dices que la señal es "1 MHz", pensé que estabas hablando del ancho de banda completo. Por tu comentario parece que te referías a otra cosa.

Por lo general, la salida del CCD puede ser un transistor de código abierto, por lo que necesita algún tipo de carga a tierra. Además, el amplificador que ha elegido es del tipo de realimentación de corriente.

Es posible que desee considerar el ADA4800 , que incorpora una carga activa programable. Sorprendentemente económico ($1,59 en una sola vez de Digikey).

Finalmente recibí el ADA4800. Estaba muy emocionado de probarlo. Pero... ¡tenían un tamaño de 1,6 mm x 1,6 mm x 0,55 mm!))) Lástima que no presté atención a la hoja de datos... y no hay otros paquetes.
Es un fastidio, pero el paso de 0,5 mm debería ser factible con alambres finos, soldadura fina, una punta fina y un microscopio decente. Lo hago de vez en cuando.
Señal extremadamente ruidosa después del seguidor de voltaje/búfer [cerrado]
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