Trabalhando em um projeto em que estamos usando dois amplificadores OP470 Quad Op. Existem 2 amplificadores operacionais não utilizados, e eu preciso armazenar em buffer um sinal proveniente de um sensor (isso é de acordo com a folha de dados do sensor). Eu gostaria de usar um dos amplificadores operacionais extras. Eu sei que teoricamente você pode armazenar um sinal em buffer usando o feedback negativo do amplificador operacional, como mostrado abaixo:
simular este circuito - esquemático criado usando o CircuitLab
No entanto, também me lembro vagamente de algo sobre os perigos da auto-oscilação e da estabilidade do amplificador operacional. O OP470 é um ganho de unidade estável. Aqui está a folha de dados:
http://www.analog.com/static/imported-files/data_sheets/OP470.pdf
Minha pergunta é: é seguro usar um amplificador operacional nesta configuração como um buffer sem se preocupar com a auto-oscilação? Há mais alguma coisa que preciso levar em consideração?
fonte
Respostas:
Se a folha de dados diz que o ganho de unidade é estável, então sim. O ganho de unidade estável significa precisamente que o amplificador operacional permanecerá estável quando usado como você descreve.
Verifique se o caminho do feedback é curto. Se você demorar, a indutância aumenta e talvez coisas estranhas aconteçam. Não é preciso ser extremamente paranóico nesse ponto; apenas não vá roteando 10 polegadas ao redor da placa e você deve ficar bem.
fonte
Usar o OP470 para um amplificador ou buffer de ganho de unidade não é uma má escolha. O importante é a margem da fase em que o ganho do loop aberto cruza 0dB. É bastante comum que os opamps tenham 45 graus de margem de fase em sua frequência de crossover de loop aberto, o que resultaria em uma superação de 1,3 vezes o Vin seguido pelo toque. Esse não é o caso do OP470, se você observar o TPC (Typical Performance Characteristics) 16 na folha de dados (página 7), verá que a margem de fase no cruzamento é de 58 graus. Agora, uma resposta de pulso ideal, você desejaria uma margem de fase de 60 graus, portanto 58 graus é muito bom.
A resposta de pulso de sinal pequeno do OP470 como um buffer de ganho unitário é mostrada no TPC 27 da folha de dados. Você verá que a resposta do pulso praticamente não ultrapassa os limites e não toca.
Possíveis preocupações:
Carregamento de saída. Você não mostra qual é a carga do buffer, mas as cargas capacitivas podem degradar a margem da fase e causar uma resposta ruim. A impedância de saída do OP470 aumenta acentuadamente à medida que se aproxima do cruzamento, portanto, espera-se que cargas capacitivas acima de 100 ou 200 pF degradem a margem da fase. Há uma seção da folha de dados (página 12) que aborda a condução de cargas capacitivas de até 1000pF.
Resistor de realimentação da saída para a entrada negativa. Como Phil Frost diz, você deve manter o caminho do feedback relativamente curto. Porém, algumas vezes para teste ou manutenção, um resistor de feedback será usado. Se você fizer isso, desejará colocar o resistor próximo à entrada negativa e manter o valor menor que 500 Ohms e maior que 100 Ohms para obter a melhor resposta. A folha de dados cobre isso na seção sobre buffers de ganho de unidade (página 12).
OP470 é a tecnologia BJT, portanto, nenhuma operação de trilho a trilho. Você precisa garantir que as tensões de entrada não cheguem mais perto dos trilhos de polarização do que cerca de 4 volts, e você deve estar bem com a tensão de saída não mais próxima dos trilhos do que cerca de 3 volts. Somente você conhece seu sistema bem o suficiente para dizer se isso importa.
fonte
A saída desse amplificador operacional provavelmente está gerando uma carga capacitiva. Corri para um problema semelhante com um amplificador operacional de alta taxa de variação. A solução descrita na folha de dados é colocar um resistor de cerca de 47 ohms após o feedback negativo. Essa solução resolveu imediatamente minhas oscilações.
A citação:
fonte