Tiếng ồn Op bí ẩn

Tôi có một op amp rất tốt ( AD8551 ) mà tôi sử dụng để khuếch đại động một tín hiệu rất nhỏ (tăng gấp 2, 10, 100 lần, 1000 lần).

Vấn đề là có độ ồn đáng chú ý ở mức tăng 100x và 1000x, và nó có hình dạng không đổi kỳ lạ.

Nếu tôi cấp nguồn cho mạch với nguồn cung cấp ổn định kém và kết nối đầu vào của bộ khuếch đại ở GND, tôi sẽ nhận được mức nhiễu lớn ở 1000 lần như trong hình dưới đây.

Nếu tôi cấp nguồn cho mạch với nguồn cung cấp ổn định tốt hơn, nhiễu vẫn có ở 1000x với cùng dạng sóng, nhưng biên độ thấp hơn. Và bất kể nguồn cung cấp năng lượng nào tôi sử dụng, tiếng ồn có hình dạng kỳ lạ sẽ không biến mất.

Vì AD8551 của tôi có PSSR là 130 dB, tôi nghĩ rằng TL431 được sử dụng cho xu hướng đầu vào có thể bị lỗi. Vì vậy, tôi đã để lại nguồn cung cấp ổn định kém cho op amp và sử dụng nguồn tốt hơn cho TL431, nhưng đầu ra là như nhau. Ổn định điện áp trên điện trở ở cực âm của TL431, không thay đổi gì cả.

Hình ảnh dưới đây là một đầu ra được lấy mẫu bởi một vi điều khiển với ADC bên trong của nó. Như bạn có thể thấy ở 1000 lần, đầu ra dao động gần như toàn bộ phạm vi. Lý do 100x bị thiếu trong thử nghiệm này là vì tôi đã thay thế 1MΩ R21 bằng điện trở 100KΩ và 1KΩ R66 bằng 100Ω một, dẫn đến khuếch đại 1.1X, 2X 10X và 1000X. Tôi đã làm điều này bởi vì tôi sợ rằng điện trở phản hồi R21 có thể quá lớn để làm sai lệch đầu vào âm op op, mặc dù dòng điện phân cực đầu vào của AD8551 được đánh giá tối đa 2nA. Sự thay đổi đã làm giảm nhẹ biên độ của tiếng ồn.

Vcc có phải im lặng mặc dù PSRR của op amp là 130 dB không? Có phải là sự thiên vị đầu vào gây ra vấn đề này?

Tôi không thể tìm ra nó, đặc biệt là vì tôi không có quyền truy cập vào máy hiện sóng. Tất cả những gì tôi có là các bài đọc từ vi điều khiển được lưu trên thẻ SD.

Thêm nắp tách nguồn cung cấp năng lượng cho tất cả các IC càng gần chân nguồn của nó càng tốt. Một giá trị tốt thường là 100nF, nhưng bạn có thể muốn kiểm tra lại biểu dữ liệu cho các chip khác nhau mà bạn đã sử dụng. Tiết kiệm tiền bằng cách bỏ mũ tách ra là một lựa chọn thiết kế tồi. Mũ là rẻ và thời gian xử lý sự cố / thiết kế lại là tốn kém.

Hình như chính hum. (Tôi giả sử các chú thích trên biểu đồ cho thấy bạn đang thay đổi mức tăng đầu vào trong quá trình thu thập, do đó, hình sin không liên tục).

Bây giờ chúng tôi không biết:

• thời kỳ của sóng "sin" quan sát được
• tốc độ lấy mẫu ADC
• tần số chính của bạn nhưng bạn làm, vì vậy bạn có thể tìm ra nếu đó là một giả thuyết có thể.

Ví dụ: nếu bạn đang lấy mẫu ở tần số 50Hz ở quốc gia chính 50Hz và thấy tần số nhỏ hơn 0,5Hz, rất có thể bạn đang đặt bí danh cho chính xuống tần số quan sát được.

Và với các đầu vào opamp trở kháng đầu vào cao, chúng trông giống như một mục tiêu cho khớp nối tĩnh điện, hơn là từ tính.

Bây giờ, trên đầu vào nào?

Nếu bạn tháo cảm biến và rút ngắn đầu vào xuống đất, tiếng ồn có biến mất không? Sau đó, kết nối cảm biến phải được sàng lọc cẩn thận hơn. Hoặc bạn cần một bộ đệm ở cảm biến để giảm trở kháng đầu ra của cảm biến.

Nếu tiếng ồn vẫn còn: giảm R21 xuống 100k và R66 xuống 100 ohms. Điều đó có làm giảm tiếng ồn gấp mười lần không? Nếu vậy, đó là đầu vào tiêu cực đang chọn. Nhiều khả năng cả hai đầu vào đều thu được nhiễu, vì cả hai đều là điểm trở kháng khá cao.

Bạn có thể giảm việc thu tĩnh điện bằng cách sàng lọc: bằng thực nghiệm, bao quanh amp bằng tinfoil (và nối đất cho tin vào mặt đất của amp)

Mặc dù tôi không thể nói từ âm mưu của bạn những gì đang xảy ra, tôi sẽ đề nghị như sau.

Bất cứ khi nào bạn xây dựng một mạch khuếch đại, chẳng hạn như của bạn, việc cung cấp một số phản hồi tần số cao là vô cùng khôn ngoan. Để làm điều này, đặt một nắp nhỏ trên R21. Thông thường 10 pF là đủ. Điều này sẽ tạo ra phản hồi thông qua thấp ở Omega = 1 / (R21 * C), nhưng đó thường không phải là vấn đề.

Bạn cần nắp này để chống lại điện dung ký sinh trên thiết bị đầu cuối không đảo.