Salida reducida del circuito de detección y retención de pico amp op

Question

He utilizado op amp detector de pico y sostener el circuito para encontrar el pico de tensión obtenida de detector de centelleo y pre-amplificador.

He observado que el observado pico y mantener la producción fue de 700 mV, en lugar de la esperada 1.5 V, y que cuando el pre-amplificador se conecta con el pico y mantenga circuito, la parte de la pre-amplificador de salida de forma de onda por encima de 700mV se recorta. Para la depuración de la cuestión, los siguientes puntos fueron seleccionados:

1. El Op-Amp circuito no es la carga de la fuente mediante el dibujo de un exceso de corriente.
2. Op-Amp velocidad de respuesta es de 125 V/us y que la tasa de carga de los condensadores con cap 1 uf y 100 mA de corriente de cortocircuito es de 100 V/us. El detector de pulso sube de 0 a 1.5 V en 100 ns, por lo que la tasa requerida es de 15V/us
3. Un 20 khz onda triangular con 1,7 V fue proporcionada a la cima del circuito. La retención de picos de salida fue de 1V y la entrada de la onda triangular se recorta a 1V pk-pk. ESPECIAS simulaciones muestran similar, pero menos graves resultados. El efecto es menos si la entrada es una onda cuadrada o de la frecuencia es menos.
4. El circuito funciona de entrada de CC (proporcionar 3.3 V y desconectarlo, la tensión del condensador empezó a caer a partir de 3.3 V)

Todas las observaciones que se han hecho con nMOSFET en estado abierto.

¿Puede alguien decirme dónde estoy yendo mal en el diseño?

Answer 1

Tiene dos errores que afectan a sus 20 kHz simulación.

La primera es la de sostener el condensador. A la 1 de la uF, un 15 V/usec velocidad de respuesta requiere una corriente de carga $$\frac{dV}{dt} = \frac {i}{C}$$ $$i = C\times \frac{dV}{dt} = 10^{-6}\times 15\times 10^6 = 15 \text{ amps}$$ and there is simply no way you'll get that out of an AD825. A 20kHz, 3.4 volt triangle wave requires $$\frac{dV}{dt} = 2\times3.4\times2\times 10^4 = 1.3\times 10^5\text V/\mu sec$$ Esto es cerca de 100 veces menor que el pulso requisito, pero es todavía demasiado para el AD825. Si usted presta atención a la salida de su simulador, verás la razón de que la producción es baja, es que la salida notablemente los gal a la entrada, y la bodega condensador detiene la carga cuando el voltaje es demasiado bajo.

Se puede ver que la salida (rojo) no se carga lo suficientemente rápido para seguir la entrada (verde), y los niveles de salida cuando la entrada cae por debajo de la salida. En otras palabras, el detector de pico está funcionando tan bien como puede, dada la lentitud de la respuesta en el condensador.

La respuesta es simple: reducir la retención de condensadores. 1 nF funcionará muy bien en su circuito.

Una vez que usted hace esto, usted verá un nuevo problema: la caída en la salida. Este es también bastante simple. Cuando configure la simulación, se utiliza el valor predeterminado iN1183 diodos, e incluso por los 40 años de edad de los estándares de la 1183 es bastante cutre. En concreto, a su polarización inversa actual es horrible. Sustituir los diodos con 1N4148s y ver cómo te gusta.

Ahora cambie su simulación de entrada a un 100 nseg pulso, y decepcionado. El condensador de sobrecargos y una vez que esto sucede, usted no tiene ninguna manera de la descarga es otro que el uso de la FET. La reducción de la retención del condensador aún más a reducir el problema, pero es una artificial de la solución, y no funcionará de forma fiable si la entrada de ancho de pulso o la amplitud varían. Tu problema es simplemente que el AD825 es demasiado lento para manejar 100 nseg pulsos en esta configuración. Aunque la hoja de datos de la muestra de establecerse de forma aceptable para la amplificación de 100 nseg pulsos, que no es lo que están haciendo. Entre el retardo de tiempo asociado con la carga de la bodega del condensador y el valor intrínseco de retraso causado por la segunda AD825, usted simplemente no puede con precisión de hacer lo que quieras con esta op amp.

EDITAR - También, sólo por diversión, pruebe a cambiar la bodega condensador de 100 nF, para ver que esto no es un simple amplificador.