Estoy tratando de modificar este circuito para que funcione con una sola fuente de alimentación y encontrar el impacto de los voltajes de offset de entrada

Question

Este es el circuito:

Y aquí está mi intento:

V1, R6 y R7 forman un divisor de tensión de modo que la mitad de la tensión de V1 va a la salida de U3. C4 acopla el filtro, bloqueando cualquier nivel de CC en la fuente de señal.

En Ltspice, cuando intento ejecutarlo, me dice que no ha encontrado el punto de funcionamiento de CC para el análisis de CA. No estoy seguro de por qué recibo este mensaje.

Además, estoy tratando de estudiar el impacto de los voltajes de offset de entrada del segundo opamp. Como se muestra en la imagen de abajo, la parte izquierda es la primera etapa del filtro y la parte derecha es mi intento.

Como estoy trabajando con un op amp ideal dije que la corriente que va a la entrada no inversora es 0, igual que la entrada inversora. Ignoré R3 y C3 y obtuve la ecuación de la derecha.

¿Es correcto? Si no, ¿es porque he ignorado R3 y C3?

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AÑADIDO:

Así que si pongo C4 delante de U3 todo funciona bien. Obtengo la misma respuesta que si utilizara ambas fuentes en lugar de una sola, no sé por qué no funciona cuando C4 está a la izquierda de U3.

Answer 1

En tu circuito de alimentación única, tienes R5 conectado a masa de "cero voltios". Debería estar conectado a tu masa virtual (2,5v).

Lo ideal sería crear una masa virtual de baja impedancia con un U4 cableado como seguidor (un divisor de tensión de 2,5v conectado a la entrada "+" y conectar la salida a la entrada "-"). Esa salida del U4 se convierte en tu masa virtual. Además de conectar R5 a esa masa virtual, podrías conectar C3 y C2 a la masa virtual. Esto evitaría algunos pequeños "pops" en el encendido.

Answer 2

Si sustituyes R5 por un divisor de tensión de 30,8K + 30,8K de +5 a masa mantendrás la salida nominal de 2,5V a la salida de U1 y de ahí a la salida, ya que el filtro tiene una ganancia DC de +1.

Sin embargo hay una ganancia DC de 5.45 por lo que desajustes en los valores de las resistencias debido a tolerancias podrían resultar en unos +/-275mV de offset de salida si usas resistencias del 1% para R6, R7, y las dos resistencias antes mencionadas (que sustituyen a R5). Eso podría evitarse añadiendo otro op-amp para actuar como un divisor de carril, pero hay problemas potenciales con eso.

Realice siempre un análisis del punto de funcionamiento de CC y un análisis transitorio antes de intentar realizar un análisis de CA. Si los amplificadores se sobrecargan o están sobrecargados, los resultados serán inútiles.

Answer 3

Desplazamiento de salida Vos = Vio * Av + Iio * R.thevenin

Necesitas una polarización Vcc/2 en Vin+ para usar una entrada basada en 0V en el amplificador inversor para usar una sola alimentación. Entonces ambas entradas de tierra virtual permanecen en Vcc/2. Puesto que usted tiene 2 etapas, dos resultados similares de amplificador inversor en una salida no inversora sesgada en la salida por Vcc / 2 más el desplazamiento Voutput de la ecuación anterior, utilizando la hoja de datos para;

Vio = Tensión de offset de entrada @ Temp. y Vcc dados para caso peor y nom.
Iio = Corriente de offset de entrada ....ditto