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Condensador después de Voltaje de Referencia "para la estabilidad"

Tengo un montón de experiencia con el lugar de "bajo nivel" de la electrónica (redes de resistencias, los filtros pasivos, básica op-amp circuitos) y algo de experiencia con los de mayor nivel de cosas como micro-controladores, pero actualmente estoy luchando con el aprendizaje de los bits en el medio. Como tal, le pido disculpas si esta pregunta es tonto o un obvio duplicado, pero ahí va.

He estado trabajando en un circuito en el que un colega mío diseñado que incluye un LTC6655 2.5 V voltaje de referencia. En el circuito, y en la hoja de datos, el dispositivo de llamadas para una 10uF cap para ser colocado en sus salidas, pero no dice por qué. Desde que yo estaba a la espera de la entrega de 10uF tapas y sólo había pequeños, yo tontamente supuse que estaba allí sólo para la línea de suavizado y filtrado y decidió que no iba a hacer una diferencia para las pruebas si, me acaba de salir que fuera parte hasta el parto.

Por supuesto, cuando me alimenta el circuito, la referencia era solamente poniendo fuera de 1.75 V en lugar de 2,5 V. Después de comprobar todos las entradas y salidas de fondo, y la carga de parámetros, estaba perplejo y me fui a mi colega que señaló la falta de condensadores como sea necesario "para la estabilidad". Yo escépticamente instalada la pieza necesaria (que acaba de llegar) y de inmediato la cosa funcionaba como se esperaba.

Alguien podría estar dispuesto a que me señale un texto para explicar lo que el condensador está haciendo, o incluso para que me lo explique a sí mismos? Me sería de gran aprecio.

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ShaneB Puntos 1384

La referencia tiene una baja deserción escolar, así como usted puede ver en el interior de la esquemático (hoja de datos página 10) es implementado como un hueco de banda de referencia, seguido por un riel a riel búfer opamp.

Observe la polaridad de los dispositivos de salida, el PMOS está en la parte superior y el NMOS en la parte inferior, que es un riel a riel de la etapa de salida.

Ambos transistores se comportan como fuentes de corriente controladas. Es posible hacer un amplificador operacional estable sin un condensador en la salida, como la mayoría de los opamps, pero aquí se espera que la referencia va a tener un tapón en la salida.

Haciendo un riel a riel de la etapa de salida (que es muy similar a un LDO) estable con y sin capacitancia es difícil. Dado que los transistores de salida se controlan las fuentes de corriente, la salida de la tapa de valor controla la ganancia de lazo abierto. También su ESR agrega un cero.

Así, los diseñadores asentados en un determinado valor de la capacitancia y la sintonía del circuito. Si miras en "salida de ruido de espectro" de la página 10 en la parte inferior, verás que 10µF es óptimo... esto no es una magia valor, simplemente el diseñador sintonizado el circuito para que.

Ahora, la hoja de datos página 11 da pistas sobre el condensador de selección, por lo que también debe leer...

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brian Puntos 1

Esto tiene que ver con la estabilidad del bucle.

No voy a entrar en los detalles de la Barkhausen criterio de estabilidad porque creo que ir muy lejos para ello, pero quizás una analogía puede explicar lo que está pasando. Esto implicará una gran cantidad de "handwavey" términos, pero me preocupa si voy a la matemática, va a ser muy difícil de entender para alguien nuevo en el concepto.

Dentro de la tensión de referencia, habrá algún tipo de circuito búfer. Esto es algún tipo de amplificador operacional que tiene que probar y ajustar la salida para el mismo valor de la entrada. De esta manera, usted no recibe corriente de la tensión real de referencia que puede mejorar el rendimiento.

Ahora, imaginemos el siguiente: El amplificador operacional tiene alguna forma de retroalimentación para comparar la corriente de la tensión de salida con la tensión de referencia. La cosa es que hay alguna forma de retraso (esta es la respuesta de fase del circuito) entre la medición de la entrada, y el cambio de la salida.

Digamos que la salida es un poco demasiado pequeño. El opamp avisos de esta diferencia y trata de aumentar el voltaje de salida. Lo hace, y ahora los avisos de que la salida está en el mismo nivel que el de entrada, por lo que trata de detener este aumento en el nivel. Sin embargo, como ya he dicho, hay un retardo entre la entrada de la medición y el cambio en la salida - en otras palabras, la salida va a ir muy elevado debido a que el opamp no se puede detener lo suficientemente rápido. Ahora el opamp avisos de que la salida es demasiado alta, por lo que trata de empujar hacia abajo. De nuevo, comienza a hacerlo, pero una vez que es justo, será demasiado tarde y vaya a la baja. Esto sigue sucediendo una y otra vez - es como una onda en la salida! En otras palabras, usted no tiene un buen voltaje estable, pero tiene un balanceo de voltaje que constantemente más y undershoots! Esto es lo que llamamos bucle de inestabilidad.

Así que, ¿de dónde condensador? La clave es que la velocidad con que el amplificador operacional puede empujar la salida de arriba y abajo. Si usted añadir la capacitancia, se necesita trabajar más duro para empujar la salida de una manera o de otra. Esto significa que no habrá ningún sobregiro (o al menos poco a poco de morir). El opamp ahora pueden responder más rápidamente de lo que puede cambiar la salida, por lo que dejará de estar constantemente a la zaga de tener la salida de swing por encima y por debajo de la tensión de referencia.

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ianb Puntos 659

En el circuito, y en la hoja de datos, el dispositivo de llamadas para una tapa de 10uF para ser colocado en sus salidas, pero no dice por qué

La hoja de datos dice: -

Un condensador de salida con un valor de entre 2.7 µF y 100µF también es necesario

El condensador de salida tiene un efecto directo sobre la estabilidad, a su vez-en el tiempo y la liquidación de comportamiento. Elegir un condensador con baja ESR para asegurar estabilidad. La resistencia en serie con el condensador de salida (ESR) introduce un cero en el búfer de salida de la función de transferencia y podría la causa de la inestabilidad. El 2.7 µF a 100µF gama incluye varios tipos de los condensadores que son fácilmente accesibles a través del agujero y la superficie los componentes de montaje. Se recomienda mantener ESR inferior o igual a 0.1 Ohm. La capacitancia y la VSG son ambos dependientes de la frecuencia. A frecuencias más altas que la capacitancia de las gotas y de la VSG aumenta. Para asegurar estable el funcionamiento del condensador de salida debe tener los valores requeridos en 100kHz.

También hay un gráfico que muestra los efectos del aumento de ruido cuando este condensador es variada: -

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Es todo lo que hay en en blanco y negro y bastante líneas de colores en el gráfico. Además, este es el menor ruido y más estable regulador de menos de £12 y se puede esperar para aplicar un condensador en la salida para asegurarse de que la alta frecuencia de la impedancia de salida es muy baja (en el fin de mantener el ruido bajo).

4voto

J.B Puntos 41

Una referencia como su LT parte o un LDO es un sistema de control, la medición de la salida y la compara con una referencia para tratar de mantener la salida en el voltaje deseado. I. e. utiliza la retroalimentación.

En cualquier momento usted tiene un sistema de control de retroalimentación, existe el potencial para la inestabilidad. Por ejemplo, si hay suficiente retraso en la alimentación de la señal de salida de tal manera que por el momento la corrección llega en realidad refuerza el error que se obtiene de la oscilación.

En el más riguroso de los términos que usted tiene que mirar en el lazo abierto de la función de transferencia, y si hay -180 grados de cambio de fase cuando la ganancia cruza 0dB el bucle será inestable. Su trabajo condensador está afectando a la forma de la ganancia de lazo abierto de tal manera que no es suficiente la "fase de margen". (La diferencia de fase de -180 grados cuando la ganancia cruza 0dB). La ESR de la tapa junto con la capacidad de crear un cero, lo que aumenta la fase y puede ser la razón de la mayor estabilidad.

Usted puede encontrar un montón de información en la web si buscas en Google "teoría del control".

Por ejemplo: Clásicos de la Teoría de Control

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