Lý do tăng đột biến trong đầu ra op amp khi vượt qua 0V?

Có ai nhận ra sự tăng đột biến này trong đầu ra của op amp khi tín hiệu vượt qua 0V không? Nó tăng vọt khi vượt lên và xuống khi băng qua. Trong một trong các video EEVBlog, Dave đã chỉ ra một cái gì đó chính xác như thế này trên máy hiện sóng và nói (như một bên) rằng điều đó có thể xảy ra khi sử dụng điện trở phản hồi 10k hoặc đại loại như thế. Nhưng tôi không thể nhớ đó là video nào. Đây là đầu ra của TL071 (thực tế là 1/4 của TL074). Nó được cung cấp từ đầu ra của 2 TL071 khác thông qua điện trở 2.2k và phản hồi có chiết áp 10k.

^{mô phỏng mạch này - Sơ đồ được tạo bằng CircuitLab}

Cập nhật ngày 10 tháng 3

Như đã đề cập trong các ý kiến ​​dưới đây, mạch bao gồm bộ xử lý ATmega328P điều khiển 8 dòng vào một bộ vi xử lý R2R. Đầu ra của DAC và điện áp phân cực DC nhằm định tâm đầu ra của DAC ở nguồn cấp 0V thành một amp op TL071 đảo ngược. Đầu ra của op amp này là "OA2OUT" trong sơ đồ trên.

^{mô phỏng mạch này}

Đầu ra mạng R2R có trở kháng 10k, được biểu thị bằng R4. R1 và R2 cho tôi một điện áp bù và có trở kháng song song là 9,5k, khá gần với 10k. Điện trở phản hồi R3 cũng là 10k. Vì vậy, tôi nghĩ rằng mạch này sẽ tổng hợp và đảo ngược R2R và điện áp bù.

Khi tôi kiểm tra đầu ra của mạng R2R tại điểm R2ROUT, tôi không thấy sự tăng đột biến.

Khi tôi kiểm tra đầu ra của op amp tại VOUT, tôi thấy sự tăng đột biến.

Tôi đã thử một vài thứ khác. Tôi đã thử thay thế điện trở phản hồi 10k bằng điện trở 2.2k, chỉ vì nó nằm xung quanh và vì tôi nhớ Dave đã đề cập đến điều gì đó về điện trở 10k trong video EEVBlog. Điều đó làm cho sự tăng đột biến tồi tệ hơn.

Sau đó, tôi đã thử thay thế op amp TL074 bằng amp op LM6144. Tôi đã sử dụng mạch này để thử các ampe kế khác nhau và cố gắng hiểu điều gì làm cho tất cả chúng khác nhau, vì vậy tôi biết mạch hoạt động (loại) với tất cả chúng. Lần này tôi đã tăng đột biến trên mỗi chuyển đổi.

Cuối cùng tôi đã thử một TLV2374, thật tuyệt vời, nhưng tôi vẫn thấy sự tăng đột biến. Nó nhỏ hơn nhưng vẫn còn đó.

Vẫn đang cố gắng để tìm ra điều này. Cảm ơn mọi người vì sự giúp đỡ của bạn cho đến nay!

Cập nhật ngày 13 tháng 3

Đã thử đo đầu ra R2R với tải R / 10 (1k) theo nhận xét @WhatRoughBeast bên dưới. Bây giờ tôi thấy sự tăng đột biến! Cũng có vẻ ồn ào hơn ... đó là điều tôi nhận thấy trước đây và đã cố gắng khắc phục với các tụ điện 10uF trên đường ray điện và mặt đất ảo. Nó "hoạt động" theo nghĩa là nó làm giảm tiếng ồn, nhưng nó cũng giới thiệu dao động / đổ chuông mà tôi đã đề cập khi tôi cố gắng cài đặt một nắp nhỏ để làm mượt đầu ra DAC. Tất cả những điều này rõ ràng có liên quan, chỉ là không biết làm thế nào.

Bằng cách này, tôi đã thử điện trở 100 ohm được đề xuất bởi @Brian Drumond trước đó, nhưng tín hiệu thu được rất mờ và ồn đến mức tôi không thể biết chuyện gì đang xảy ra.

Vì vậy, những gì các takeaway ở đây? Vấn đề rõ ràng là hành vi MSB mà @WhatRoughBeast đã xác định. Nó và tiếng ồn dường như trở nên tồi tệ hơn với dòng điện qua mạng R2R. Tôi nghĩ, được rồi, đệm tín hiệu R2R thông qua một amp op không đảo ngược trước khi làm bất cứ điều gì khác với nó, nhưng khi tôi làm điều đó, tôi cũng thấy sự tăng đột biến. Là giải pháp duy nhất để lọc nó ra và không lo lắng về nó?

Những gì bạn đang thấy là sự không phù hợp về thời gian bật / tắt của msb so với các bit khác.

Giả vờ rằng đây là một bộ vi xử lý 8 bit, ngồi ở mã 01111111. Nếu mã tiếp theo là 1000000, bạn sẽ có một bước xử lý tốt. Nhưng những gì đang xảy ra là trong nội bộ msb phản hồi nhanh hơn một chút so với các bit khác. Điều này có nghĩa là quá trình chuyển đổi thực sự là 0111111 sang 1111111 thành 10000000. Mã 11111111 chỉ tồn tại trong một thời gian rất ngắn, nhưng trong khi đó, đầu ra cố gắng đi đến quy mô đầy đủ. Vì thời gian không khớp (được gọi là bit xiên) chỉ tồn tại trong một thời gian rất ngắn nên bạn chỉ nhận được một xung tương đối nhỏ (thường được gọi là trục trặc). Hiệu ứng này thực sự khá quan trọng trong các bộ xử lý video, vì mắt rất nhạy cảm với loại vật này, và một đặc điểm quan trọng đối với bộ xử lý video là tổng năng lượng ổn định.

Vấn đề bạn thấy dường như là từ OpAmps như các thí nghiệm của bạn đã chỉ ra. Hãy thử đặt một điện trở nối tiếp với đầu vào đảo ngược của OpAmp (nghĩa là, giữa nút chung R1 / R2 / R3 / R4 và đầu vào đảo ngược. Sử dụng 10k hoặc hơn để bắt đầu. Bạn có thể thêm một điện thoại khác vào đầu vào không đảo. nếu bạn quan tâm đến bù ở đầu ra.