Amplificadores de operação (OP) distorcem a onda senoidal

18

Estou criando um circuito simples para amplificar o sinal de um microfone de eletreto e, em seguida, adicionar um viés de 2,5V ao sinal. O problema que estou tendo é que o sinal do microfone está distorcido ao sair dos amplificadores operacionais.

Com um osciloscópio, medi o sinal do microfone quando exposto ao som de 440 Hz e a onda parece um seno perfeito, exatamente como esperado.

No entanto, uma vez que o sinal passa a parte do circuito para amplificar o sinal, a onda senoidal começa a ficar ligeiramente distorcida.

Depois que o sinal passa pelo circuito do amplificador somador inversor, o sinal fica ainda mais distorcido.

Este é o circuito que eu uso para amplificar o sinal:

Circuito de amplificação

Esse circuito leva a um capacitor de 20 uF e é seguido pelo seguinte circuito para adicionar o viés de 2,5V DC:

insira a descrição da imagem aqui

onde todos os valores do resistor são iguais. Este circuito usa o mesmo LM324 que a parte de amplificação do circuito.

As ondas resultantes em 440 Hz têm a seguinte aparência:

insira a descrição da imagem aqui

Isso ocorre depois da amplificação e da soma. A distorção da onda senoidal começa a ocorrer após a amplificação e fica mais óbvia após o amplificador operacional em soma.

Não tenho ideia do que pode causar isso e espero que alguém possa me indicar a direção certa.

SjoerdvdBelt
fonte
3
Como você construiu isso? Você tem os capacitores de desacoplamento necessários para o LM324? Os opamps não utilizados no pacote quad LM324 estão flutuando?
pipe
11
Tente 5K ou 10K da saída opamp para -V. Vou procurar a referência em um momento ... OK, consulte electronics.stackexchange.com/questions/241561/...
Brian Drummond
11
A palavra certa para isso é "distorcer", não "desformar". Editei sua pergunta para facilitar a pesquisa.
Adam Haun
Esse amplificador operacional é realmente a escolha certa para um aplicativo de áudio?
Zwol
@ zwol bom o suficiente para o meu propósito, preciso analisar qual frequência é a mais alta em um determinado som. Então, para mim, funciona desde que a forma da onda permaneça aproximadamente a mesma.
SjoerdvdBelt

Respostas:

29

Essa é a distorção de crossover clássica no LM324.

Adicione um resistor de carga à saída até a distorção do cruzamento desaparecer. Comece com 1K a V- ou gnd se estiver usando suprimento único.

Isso ocorre com cargas capacitivas ou na polarização R de pullup do próximo estágio para Vcc / 2, talvez. Aumente os valores de carga R como alternativa, se houver ... (por design, a fim de minimizar a corrente inativa)

Ficha de dados

"Para aplicações de corrente alternada, onde a carga é capacitivamente acoplada à saída do amplificador, um resistor deve ser usado, da saída do amplificador para o terra, para aumentar a corrente de polarização da classe A e impedir a distorção do cruzamento."

Nota para uso de suprimento único. R1 pode ser de 2K a V + e 2K / Gnd Isso depende do balanço de saída máximo que você precisa. insira a descrição da imagem aqui

Tony Stewart Sunnyskyguy EE75
fonte
2
puxe para baixo e não para cima ... verifique as forças da unidade.
Brian Drummond
11
Provavelmente tem que ser para V- já que ele está usando uma dupla oferta, eu estou supondo que a citação usa Gnd para aplicativos de alimentação única
Brian Drummond
10
Eu adicionei um resistor de 2K da saída para V- após a amplificação e a onda senoidal parece exatamente como deveria!
SjoerdvdBelt