Xác định nguồn tạo tác định kỳ tại đầu ra Op-amp

Op-amp kép MAX44251 của tôi có một tạo tác định kỳ 131KHz không mong muốn rất nhỏ ở đầu ra, dường như bất kể nó được cấu hình như thế nào.

Giả định của tôi là EMI, nhưng tôi không thể thấy tín hiệu 131KHz này trên bất kỳ phần nào khác của mạch. Tôi cũng đã thử nghiệm điều này trong nhiều tòa nhà, với nhiều đầu dò, với tất cả các thiết bị điện tử khác bị tắt và được bao quanh bởi lá chắn.

Tôi nên cố gắng loại bỏ nó? Tôi muốn ít nhất đạt được một tín hiệu điện áp có tiếng ồn dưới 1mV.

Ngay bây giờ nó được cấu hình rất đơn giản:

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

Các nắp bypass nằm trên lớp mặt phẳng dưới cùng. Vias được hàn tay.

Tôi đã quan sát hiệu ứng thông qua cả đầu dò thụ động Agilent 10X (Thật khó để nhìn thấy) và thông qua một đầu dò như sau, tôi có thể phóng to hết cỡ lên 2mv / div. Ban đầu, nó được quan sát bởi vì đầu ra được đưa đến một bộ so sánh, và đầu ra của bộ so sánh chỉ ra biên độ tín hiệu đầu vào là> 2mV mong muốn.

Các dạng sóng là định kỳ nhưng loại lạ. Dưới đây là một vài bức ảnh từ các góc độ khác nhau:

200 ns đã dừng

Chạy miễn phí 50 ns

20 ns chạy miễn phí

10 ns đã dừng

Tôi thực sự không thể biết nếu đây thực sự là một triệu chứng của những gì được mô tả trong biểu dữ liệu:

$30 \frac{\text{nV}}{\sqrt{\text{Hz}}}$

Tôi nên cố gắng loại bỏ nó? Tôi muốn ít nhất đạt được một tín hiệu điện áp có tiếng ồn dưới 1mV.

Nếu bạn chỉ cần một người theo dõi điện áp băng thông thấp: Sử dụng bộ lọc thông thấp.

Nếu bạn cần tín hiệu lên đến 65 kHz trở lên: Một notch RLC (dừng băng tần) có thể sẽ hoạt động tốt nhất; một thiết kế nhanh và lười biếng chạy trên công cụ thiết kế bộ lọc thụ động yêu thích của tôi mang lại R = 0,16Ω, L = 1, H, C = 1,5 EDF như cấu hình có thể.

Lưu ý rằng bạn có thể thử sử dụng mạch nghịch đảo (băng thông RLC; trao đổi (L - C) với R) trong nhánh phản hồi của tín hiệu điện áp của bạn.

Lưu ý rằng đây là bộ khuếch đại autozero (còn được gọi là ổn định chopper) - nhiều opamp bù rất thấp hoạt động bằng cách lấy mẫu định kỳ bù đầu vào và bơm bù vào bù trôi ở mặt trước. Để làm điều này, có một bộ dao động trong opamp cùng với một bộ các công tắc tương tự ở đầu vào. Điều này có thể dẫn đến đồng hồ tiến vào đầu ra cũng như bơm phí ở các chân đầu vào.

Có lẽ thiết bị này đang sử dụng tần số chuyển đổi là 131kHz.

Tôi không thể tìm thấy bất kỳ thông tin chi tiết nào về phần Maxim nhưng đây là một số thông tin cho phần Thiết bị tương tự có thể tương tự:

Thiết bị tương tự Zero drift opamp

Nếu bạn thực sự cần độ lệch thấp và độ lệch thì chúng là loại thiết bị tốt nhất để sử dụng - bạn có thể cần Chỉ giới hạn băng thông của mình và lọc ra đồng hồ.

Băng thông của chế độ tự động không đủ để bao gồm nhiễu 1 / f trong các opamp CMOS, vì vậy chúng có thể có độ nhiễu rất thấp cho các tần số dưới 1kHz, một khu vực nơi các opamp CMOS có xu hướng gặp vấn đề.

Nếu bạn không thể lọc tiếng ồn đồng hồ, hãy xem liệu bạn có thể sử dụng một bộ phận thông thường hay không - chúng thường có hiệu suất trôi và bù kém hơn nhưng bạn có thể lấy chúng tốt hơn bù 100uV. Bạn cũng có thể phải đánh đổi dòng điện phân cực đầu vào vì bộ khuếch đại đầu vào lưỡng cực thường tốt hơn CMOS cho tham số này. Lưỡng cực thường là tiếng ồn thấp hơn là tốt.

Một vấn đề liên quan tôi gặp phải với một phần Công nghệ tuyến tính tương tự (LTC2051) là mạch tự động có thể mất nhiều thời gian để phục hồi khi quá tải khi đầu ra bão hòa - nhiều mili giây cho một phần có GBW nhiều MHz. Điều này làm cho chúng không phù hợp với bất kỳ ứng dụng nào bão hòa như một phần bình thường trong hoạt động của nó như bộ tạo dao động hoặc bộ phát hiện ngưỡng.

Tôi đồng ý với Marcus, ~ 130 kHz sẽ là sóng hài thứ hai của tần số chuyển mạch Chopper ~ 65 kHz.

Việc giảm 'Băng thông vòng kín' của Op Amp của bạn có thể dẫn đến sóng hài thứ hai (~ 130 kHz) có cường độ lớn hơn sóng hài thứ nhất (~ 65 kHz), để giải quyết điều này, như Marcus đã đề cập, một giải pháp có thể được thêm vào một bộ lọc thụ động để lọc tiếng ồn đó.

Có một bài viết của Art Kay , " 1 / f Tiếng ồn và Bộ khuếch đại không trôi ", nói về tiếng ồn trong Zero-Drift Op Amps.

Nếu bạn muốn tìm hiểu thêm về Op Amp Noise, hãy xem TI Precision Labs for noise .

Không có câu trả lời, nhưng tôi có thể nói với bạn, để lấy cảm hứng, tôi sẽ gỡ lỗi này như thế nào.

Đầu tiên, tôi sẽ cố gắng hàn một nắp bypass ngay với chip. Một phần 0603, 100nF và sử dụng bím tóc để kết nối với chân khác (cho độ tự cảm thấp). Bạn bỏ qua mũ nằm phía sau vias độ tự cảm cao tương đối, và điều này có thể làm cho chúng không hiệu quả cho gai. Các xung đột ở mức 131 kHz, nhưng nội dung tần số cao hơn nhiều, do đó, việc bỏ qua tốt rất quan trọng.

Điều này có thể sẽ thất bại :-).

Sau đó, tôi sẽ thay thế amp: 1. Thiết bị analog tạo ra một số ampe được bù rất thấp. Độ lệch không thấp như trong amp tự động bằng 0, nhưng hãy kiểm tra nó. Những thứ đó đắt hơn một chút, vì vậy hãy kiểm tra các yêu cầu về ngân sách và bù đắp của bạn. Nhìn vào AD8615 và tương tự. Điều duy nhất, những thứ có được một chút đắt tiền cho những thứ tiêu dùng có khối lượng lớn.

2 Ngoài ra, hãy xem xét một opamp lưỡng cực nhạc cụ cũ tốt từ dòng nâu burr (Texas Cụ bây giờ.). Sử dụng cùng một trở kháng ở cả hai đầu vào để loại bỏ dòng điện phân cực và đảm bảo trở kháng đầu vào đủ thấp để dòng điện bù không thành vấn đề. Một cái gì đó tương tự như opa237.

3. Hãy thử một amp tự động khác không, có lẽ là một với đồng hồ trải phổ. Một lần nữa, nhìn vào các bộ phận thiết bị tương tự.

Chúc may mắn