Deriva de salida de un integrador operativo

Question

R = 1k y C = 0,1 uF

1. En la práctica, la salida de un amplificador operacional integrador (deriva) hasta saturar en un valor cercano a una de las tensiones de alimentación, incluso cuando la tensión de entrada (Vin = 0). ¿Por qué ocurre esto?

2. ¿Cómo podemos evitar la ¿a la deriva?

Encontré las respuestas en Wikipedia, pero no pude analizarlas lógicamente.

Answer 1

Incluso para Vin=0 la tensión de salida subirá hasta el máximo (carriles de alimentación) debido a la tensión de offset de salida finita (offset de entrada por ganancia en bucle abierto). Esto no puede evitarse en los integradores autónomos. En muchos casos, una resistencia en paralelo al condensador de realimentación puede limitar esta salida de CC no deseada. La tensión de salida de CC correspondiente es Vin*Acl (ganancia de CC en lazo cerrado). Sin embargo, al mismo tiempo, la función integradora se ve algo perturbada (para frecuencias bajas) porque el integrador se ha convertido en un paso bajo de primer orden. por lo tanto, es necesario un compromiso en cuanto al valor de la resistencia (tan grande como sea posible y tan bajo como sea necesario).

Pero tenga en cuenta que este problema NO existe en caso de que el integrador se utilice como parte de un bucle de retroalimentación negativa global (como es el caso de muchos sistemas de bucle de control)

Answer 2

¿Cómo podemos evitar la deriva?

Si se viaja hasta el final del juego y se ignora el condensador (porque lo único que hace es ralentizar lo inevitable), para que la salida del op-amp se mantenga a 0V (a mitad de carril), hay que superar

• El problema de la tensión de entrada
• El problema de la corriente de polarización de entrada
• El problema de la corriente de entrada

Luego hay que asegurarse de que estos problemas se mantengan constantes y que no se muevan con la temperatura.

Para superar el problema de la tensión de offset de entrada, hay que producir un pequeño valor de CC de Vin igual a la tensión de offset de entrada del amplificador óptico. Una vez hecho esto, hay que asegurarse de que las corrientes de polarización de entrada en cada una de las entradas del amplificador óptico tengan efectos iguales. Esto se suele hacer poniendo valores iguales de resistencias en cada conexión y, como -Vin tiene una resistencia de "R", entonces hay que poner un valor de "R" en serie con +Vin.

Una vez hecho esto, hay que hacer frente al desajuste de las corrientes de polarización de entrada (llamado corriente de offset de entrada) y ajustar la resistencia antes llamada "R" en una cantidad para que la diferencia de tensión que produce cada resistencia de entrada sea cero.

Después de haber hecho todo esto, tienes que manipular las resistencias de tal manera que contrarresten los cambios de temperatura en estas corrientes de compensación y, manipular el pequeño valor de CC (de Vin) porque el voltaje de compensación de entrada también cambia con la temperatura.

Si haces todo lo anterior, tanto si tienes un condensador de realimentación como si no, mantendrás la salida a 0V (ignorando los voltajes de ruido presentes en las entradas y la deriva a largo plazo relacionada con el envejecimiento y la histéresis inducida mecánicamente). También tendrás que contrarrestar los efectos de los valores de las resistencias que cambian con el tiempo y la temperatura, así como la corriente de fuga del condensador (y su cambio con el tiempo).

¿Por qué ocurre esto?

Esto debería estar claro ahora.

Answer 3

**It assumes you are aware of the limitations of your OpAmp;**

• El rango de entrada en modo común DEBE permitirse a tierra para una sola alimentación si este es el caso. O utilice una alimentación dividida.
• Vio (tensión de offset de entrada) (dVout/dt = Ic/C= Av*Vio/R1*C)
• Iin ( corriente de polarización de entrada * R1 se suma a Vio) De lo contrario, la salida se desviará.

Consigue las especificaciones de Vio e Iio y añade R a Vin+ para que coincida con R para anular el voltaje de compensación de Iin.

A continuación, utilice la R fija y un pequeño trimpot para sintonizar el desplazamiento de 0uV en Vin+. Utilizar un Op Amp de muy bajo offset en Vin con salida Rail-rail (opcional)

a continuación, añadir 74HC4066 interruptor para volcar Vcap para restablecer (opcional o utilizar MOSFET para una sola fuente)

• lo más importante es utilizar sólo tapones de plástico para bajas fugas Los tapones de cerámica tienen fugas
  • por ejemplo, polipropileno, poliéster, "polyanything" o teflón o mica de plata para tapones pequeños

entonces podría ser capaz de mantener 0V durante unos minutos... después de todo esto