Estabilidad del bucle de retroalimentación del amplificador Chopper

Tengo una pregunta sobre la estabilidad de un circuito que planeo construir. Esta es una fuente de corriente controlada por voltaje, con IN-AMP que se usa para detectar la corriente a través de Rsns y proporcionar retroalimentación al amplificador operacional. Estoy tratando de usar un amplificador de instrumentación programable y resulta que la mayoría de los que se ajustan a mis requisitos son amplificadores chopper.

Sin embargo, según tengo entendido, esto significa que habrá un retraso desde que cambia la corriente a través de Rsns hasta que los condensadores en el helicóptero se cargan y descargan, y luego se cambia la salida del amplificador de entrada. ¿Estoy en lo correcto al suponer que este retraso conducirá a la oscilación? (Todavía no tengo las piezas o simplemente lo construiría). ¿Es en general una mala idea introducir elementos de retardo en un bucle de retroalimentación, o hay alguna forma de usarlos sin inestabilidad? ¡Gracias!

Circuito

ACTUALIZACIÓN: Para aquellos que deseen una actualización: construí este circuito con un amplificador operacional y un amplificador de instrumentación vainilla , con el amplificador de instrumentación con una onda sinusoidal G = 100, Vin = 1Vpp a 60 Hz, Rsns = 1R y ZL = 22R, y veo mi señal de 60 Hz "modulada en amplitud", por así decirlo, a una frecuencia de oscilación de 133 kHz. Aquí está la traza del osciloscopio a través de ZL.traza de osciloscopio

Si pudiera votar dos veces, una por una pregunta interesante y otra por un esquema claro, lo haría.
@Neil_UK Te ayudaré con eso.

Respuestas (2)

Sí, la estabilidad probablemente será un problema y la construcción interna tiene poco que ver con eso. La mayoría de los amplificadores chopper (modernos) tienen un ancho de banda de muchos MHz y se comportan de manera similar a los amplificadores operacionales o internos normales, aparte de picos realmente desagradables en las entradas y un pequeño ruido cerca de la frecuencia de modulación.

Sin embargo, está introduciendo un retraso y más ganancia en el bucle de retroalimentación y ambos tenderán a dar como resultado un margen de fase menor y, por lo tanto, una inestabilidad potencial. Manteniendo baja la ganancia del amplificador de entrada y tal vez introduciendo alguna compensación, debería poder hacer que este concepto funcione.

En general, tengo la impresión de que puede (generalmente) solucionar esto simplemente asegurándose de que el UGBW entre los dos amplificadores sea un factor de 5 entre sí . ¿Tienes experiencia con esto?
Si no lo son, puede reducir la velocidad de uno para que haya un solo retraso dominante.
Entonces, si hay una onda sinusoidal en la entrada, ¿tengo razón al suponer que la "importancia" del retraso en el bucle de ganancia en relación con la oscilación depende de esa frecuencia? ¿O el circuito oscilará independientemente de una señal en la entrada?
En la vida real suele haber suficiente ruido para que las cosas funcionen. Si está interesado en la simulación (y debería estarlo), alimente la entrada con una onda cuadrada y observe la disminución del sobreimpulso (si lo hay) para ver qué tipo de amortiguación está obteniendo. Cuanto más cerca esté de la oscilación, más tardará en apagarse el timbre, hasta que el timbre sea más grande en cada ciclo y tenga un oscilador. Verifique bajo condiciones de carga variables, incluidos algunos parásitos también.
Bien, he estado buscando una excusa para aprender a diseñar modelos SPICE. Me pondré a eso y publicaré los resultados cuando termine. Gracias por toda tu ayuda.

Siempre que elija el dispositivo correcto, no debería haber ningún problema.

El término amplificador chopper no está bien definido y se usa para varias topologías diferentes. Sin embargo, la hoja de datos debe brindar suficiente información para tener una idea de qué topología o método se usó para un dispositivo en particular.

Para el procesamiento continuo de señales en el tiempo, un amplificador chopper (estabilizado) generalmente consta de dos amplificadores. El amplificador principal que se encuentra en la ruta de la señal y un amplificador anulador que se ocupa de su propia compensación y la compensación del amplificador principal.

El principio se muestra a continuación:ingrese la descripción de la imagen aquí

El circuito opera en dos fases, en una fase, el amplificador anulador mide su propia compensación y la almacena en el capacitor A. Este voltaje se retroalimenta al amplificador anulador y el amplificador lo utiliza para corregir su propia compensación. En una segunda fase, el amplificador anulador ahora casi libre de desplazamiento mide el desplazamiento del amplificador principal y almacena de nuevo un voltaje en un segundo condensador B que corrige el desplazamiento del amplificador principal.

La corrección de compensación se realiza utilizando una etapa de entrada modificada, que tiene una ganancia baja en la entrada de compensación.

Idealmente, este método funciona de forma transparente y es invisible desde el exterior. En la práctica, la frecuencia de conmutación se puede ver en la salida, pero la amplitud suele ser muy baja. A veces se utilizan métodos de espectro ensanchado para distribuir los componentes espectrales en un rango más amplio.

Este es solo un principio, pero los otros métodos suelen ser similares a este.

Estaba mirando el AD8557, si no me equivoco, la medida de rendimiento más relevante aquí es el tiempo de establecimiento, que se da en 8 microsegundos.
El tiempo de asentamiento da una indicación. Para garantizar la estabilidad, se debe realizar una simulación de circuito.
Estabilidad del bucle de retroalimentación del amplificador Chopper
RespuestasAquíPolítica de privacidad1y, 0v