¿La resistencia de retroalimentación es necesaria para compensar el error de las corrientes de entrada? Cómo elegir la resistencia R2.
Resistencia R2.
¿Puedo utilizar este circuito, op-amp con rango de tensión de entrada diferencial = +/- 0,6V? No estoy seguro. Creo que no
R2 (10k R4 en mi diagrama) está ahí para formar junto con C1 (condensador de 1nF) un integrador Miller para evitar la oscilación no deseada. Y sí, este circuito a veces oscila, principalmente debido a un mal diseño de la PCB/tablero. Y aquí tienes un ejemplo del mundo real (el de la protoboard).
Sin la capacitancia de Miller: 
Y después de añadir la capacitancia Miller en el circuito: 
http://www.ecircuitcenter.com/Circuits_Audio_Amp/Miller_Integrator/Miller_Integrator.htm
EDITAR
Hoy vuelvo a probar este circuito. Y los resultados son: Para RG = 0 ohmios ; RF = 10k Ohms sin circuito de capacitancia Miller oscilan (I_carga de 1mA a 1A).
Pero sorpresa sorpresa Si corto la resistencia RF (10K) las oscilaciones desaparecen mágicamente (incluso si RG = 1K ohmios).
Por lo tanto, parece que la causa principal de una oscilación en mi circuito era una resistencia de retroalimentación. Sospecho que la RF junto con la capacitancia de entrada del opamp y alguna capacitancia parásita añaden un polo (retardo) al circuito y éste empieza a oscilar.
Incluso cambié el amplificador de potencia por uno mucho más rápido (TL071) y los resultados fueron casi los mismos, excepto que la frecuencia de las oscilaciones fue mucho mayor (713kHz).
Si reduces R2 (resistencia de puerta) a menos de diez ohmios, ¿oscilará? ¿Has considerado que el uso de una resistencia de puerta causa un problema que luego tienes que resolver usando una resistencia y un condensador adicionales? Además, ¿cómo forma R2 con C1 un condensador de molinillo - C1 es el desacoplamiento de la alimentación según tus fotos.
@Andy aka Mañana por la tarde intentaré encontrar algo de tiempo e intentaré comprobarlo. Me refería al circuito de AndreyB.
@G36,¿Puedo utilizar este circuito, op-amp con rango de tensión de entrada diferencial = +/- 0,6V? No estoy seguro. Creo que no.
No necesitas una resistencia de retroalimentación y tampoco necesitas C1. Supongo que el "diseñador" tiene alguna extraña percepción de que el circuito oscilará sin ellos, pero no lo hará.
De hecho, debido a la presencia de R3, es probable que R1 sea superfluo para los requisitos.
Aquí hay un circuito de ejemplo de Analog Devices: -
No veo las dos resistencias y el condensador en este esquema. Si usted estaba usando un pobre op-amp para esta aplicación (debido a los voltajes de offset de entrada que causan inexactitudes en la corriente) como el LM358 entonces usted debe considerar el uso de un transistor bipolar como se muestra en la hoja de datos en la página 18: -.
Sin embargo, creo que funcionará con un MOSFET siempre que no se utilice una resistencia de puerta (o una muy pequeña). Hay muchos ejemplos de uso del LM358 con MOSFETs sin todos los "extras": -
Estoy de acuerdo en que R1 es superfluo, pero C1 es necesario cuando el opamp no es estable en ganancia unitaria. Eso sería una elección extraña aquí ya que se utiliza en la configuración de ganancia unitaria, pero eso puede suceder cuando usted tiene en amplificador no utilizado en un paquete. Una vez que decidas que C1 es necesario, necesitas R2 para que funcione ya que R3 es probablemente una resistencia muy baja.
Esta es una configuración estándar para manejar una carga capacitiva como los cables largos (dentro de una configuración de disipador de corriente estándar).
El propósito de R1/R2/C1 es desacoplar la salida del op-amp de la carga capacitiva presentada por el Capacitancia puerta/fuente del MOSFET en serie con R3 .
Es innecesario si R3 es significativamente grande en comparación con la impedancia de salida del lazo abierto del amplificador óptico (entre 8-70 ohmios para los amplificadores ópticos comunes** con corrientes de alimentación en el rango de ~1mA por amplificador) o si el MOSFET tiene una baja capacitancia de entrada, o si el amplificador óptico está diseñado para trabajar con una carga capacitiva grande o ilimitada (si cualquiera de esas tres condiciones es cierta).
R1 aísla la carga, mientras que C1/R2 proporciona una segunda vía de retroalimentación (también conocida como "compensación en bucle"). Si tienes R1, deberías tener C1/R2. R1 solo empeora la situación.
** Hay que tener mucho cuidado con los op-amps de baja potencia, que suelen recomendar aislar las cargas capacitivas por encima de sólo 100pF.
Editar: @G36 ha proporcionado una medida del mundo real que ilustra el efecto (+1). Probablemente no oscilaría con R2 = 0 \$\Omega\$ en lugar de 330, pero eso depende del MOSFET utilizado y de la carga en el circuito de drenaje. En cualquier caso, reducirá el margen de fase, lo que provocará un sobreimpulso/impulso de la corriente.
Editar': En cuanto a la elección de los valores para una situación determinada, véase este referencia. R2 debe ser un valor tal que sea mucho más alto que R3 y no tan bajo que provoque indebidamente un offset u otros efectos malos. Digamos que en el rango de 1K-10K normalmente, pero podría ser más alto o más bajo para muy baja potencia o altas frecuencias respectivamente.
Así que elige un valor para C1. El valor mínimo de R2 es:
\$R_2 (min) = C_L \frac{R_O + R_1}{C_1}\$ donde RO es la resistencia de salida en bucle abierto del amplificador óptico y C_L es la capacidad de carga.
Así que si la capacitancia de la carga es de 10nF incluyendo el efecto Miller, R1 es de 100 ohmios, RO es de 100 ohmios, y C1 es de 100nF entonces R2 (min) = 20 ohmios. Así que el circuito como se muestra (si mis suposiciones son razonables) está muy sobrecompensado y responderá mucho más lento de lo necesario.
Si elegimos C1 = 100pF entonces R2 = 10K. O puedes usar 1nF y 1K.
No se trata de un resultado de simulación, sino de una medición en el mundo real. Utilicé mi osciloscopio RIGOL para capturar esto. Sólo utilicé LTspice para dibujar el esquema simplificado de la configuración que utilicé en la protoboard.
Bien, en cuanto a la elección de un valor para R2 (que era la pregunta) creo que quieres que la impedancia de C1 sea mucho menor que R2 a cualquier frecuencia que el circuito vaya a oscilar en .... pero no estoy seguro. Yo casi siempre uso 10k ohm como se muestra arriba.
Bueno, es es un circuito impar. No es necesariamente malo.
Ten en cuenta que la salida del op-amp es la tierra de la señal pequeña y verás que R2 y C1 forman un filtro de paso bajo. El R1 actuando contra la puerta del transistor también actúa como un pequeño filtro.
C1 también inyecta los cambios en la salida del amplificador óptico de vuelta a la entrada inversora y por lo tanto acelera su respuesta a los cambios de paso en la entrada de control. Esto tiene el impacto de ralentizar la respuesta de la salida del op-amp.
La optimización del circuito dependerá, entre otras cosas, de la impedancia de entrada del op-amp.
Curiosamente, todo esto se combina para permitir que este circuito sea optimizado para los cambios dinámicos en la carga y en la referencia de entrada de alguna manera independiente.
Su tercer párrafo es completamente erróneo. C1 se ralentiza la respuesta del amplificador óptico.
Esto todavía no está bien. C1 no acelera la respuesta del amplificador óptico a los pasos de entrada de control, sino que los ralentiza. C1 es un clásico condensador de compensación . Su propósito es mantener el opamp estable. Esencialmente añade algo de dV/dt de salida a la entrada negativa. Cuando el amplificador óptico comienza a subir rápidamente, este dV/dt eleva un poco la entrada negativa, lo que impulsa el amplificador óptico con menos fuerza en la dirección en la que va.
El condensador de este circuito evita un pico de corriente cuando el circuito se enciende. Cuando el circuito está apagado, está totalmente descargado, y cuando se enciende la salida será VC y la corriente estará apagada o será menor que el objetivo. El terminal negativo del amplificador óptico será impulsado hacia arriba con la salida del amplificador óptico. La salida subirá entonces hasta alcanzar el valor objetivo.
Si no está presente, el terminal negativo del amplificador óptico estará a tierra mientras la salida del amplificador óptico aumenta a un voltaje superior al objetivo, ya que conduce la capacitancia de la puerta a través de 100 ohmios y posiblemente puede saturar. Cuando el FET se enciende, puede producirse un sobreimpulso mientras el amplificador óptico se recupera de la saturación.
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Una discusión muy completa de este tipo de suministro de corriente lineal se publica en otro foro .