연산 증폭기를 버퍼로 사용

OP470 쿼드 연산 증폭기를 사용하는 프로젝트에서 작업 중입니다. 사용하지 않는 연산 증폭기가 2 개 있으며 센서에서 오는 신호를 버퍼링해야합니다 (이는 센서의 데이터 시트에 따름). 추가 연산 증폭기 중 하나를 사용하고 싶습니다. 이론적으로 다음과 같이 연산 증폭기의 음의 피드백을 사용하여 신호를 버퍼링 할 수 있다는 것을 알고 있습니다.

개략도

^{이 회로 시뮬레이션 – CircuitLab을 사용하여 작성된 회로도}

그러나 나는 또한 자기 발진 및 연산 증폭기 안정성의 위험성에 대해 모호하게 기억합니다. OP470은 단일 이득이 안정적입니다. 데이터 시트는 다음과 같습니다.

http://www.analog.com/static/imported-files/data_sheets/OP470.pdf

내 질문은,이 구성에서 연산 증폭기를 자체 진동에 대해 걱정하지 않고 버퍼로 사용하는 것이 안전합니까? 고려해야 할 다른 사항이 있습니까?

operational-amplifier signal buffer

— 스카 에볼라
소스

답변을 너무 빨리 받아들이지 말고 다른 사람도 답변을 나와 공유하도록하십시오. 받아 들여진 대답이 나쁘다는 것을 말하지 않는 것. 그러나 그보다 더 좋은 대안 솔루션이있을 수 있습니다. 잠시만 기다려주세요.

— 표준 Sandun

(1) 전원 공급 장치가 필요하다는 것을 잊지 마십시오 (2) 센서의 신호가 버퍼의 전원 레일에 잘 맞습니까 (3) 버퍼링 된 출력을 얼마나 멀리 보내고 싶습니까 (4) 무엇을 보내고 있습니까? ~ (5) 신호 입력 오프셋 또는 게인 보정이 필요합니까 (6) 입력 피드 연결 시간 (7) 입력중인 신호의 대역폭 (8) 다운 스트림에 맞게 필터링해야하는 경우 ?

— Andy 일명

답변:

데이터 시트에 단위 이득이 안정적이라고 표시되면 예입니다. 유니티 게인 안정 은 설명에 따라 사용될 때 연산 증폭기가 안정적 임을 정확하게 의미합니다.

피드백 경로가 짧아야합니다. 길게하면 인덕턴스가 증가하고 이상한 일이 발생할 수 있습니다. 이 시점에서 극도로 편집증이 될 필요는 없습니다. 보드 주위로 10 인치 정도 라우팅하지 마십시오.

— 필 프로스트
소스

일반적으로 출력 및 네거티브 입력 핀이 인접하므로이 피드백 연결을 짧게 유지하는 것이 쉽습니다. 이것이 최우선 순위로 먼저 라우팅해야 할 사항 중 하나입니다. 또한 바이 패스 캡을 잊지 마십시오. 하나가 없으면 앰프는 이상한 일을 할 수 있습니다.

— Olin Lathrop 2016 년

"바이 패스 캡"은이 포스트에서 커패시터에 대한 첫 번째 언급입니다. 나는 당신이 연산 증폭기의 전원 공급 장치를 의미한다고 가정합니까?

— NickHalden

@NickHalden 바이 패스 캡은 전원 공급 장치 디커플링 커패시터라고도합니다. 참조 무엇 디커플링 커패시터이며이 필요한 경우를 어떻게 알 수 있습니까?

— Phil Frost

@Phil Frost : 연산 증폭기의 양극 입력에 로우 패스 필터가 있어야합니까?

— Dor

다른 이유로 원하는 경우에만 @Dor. 안정적인 작동을 위해 필요하지 않습니다.

— Phil Frost

단일 이득 증폭기 또는 버퍼에 OP470을 사용하는 것은 나쁜 선택이 아닙니다. 중요한 것은 개방 루프 게인이 0dB를 교차하는 위상 마진입니다. 개방 루프 크로스 오버 주파수에서 opamp가 45 도의 위상 마진을 갖는 것이 일반적이며, 이는 Vin의 오버 슈트에 이어 링잉이 발생합니다. 데이터 시트 (7 페이지)에서 TPC (표준 성능 특성) 16을 보면 OP470의 경우가 아닙니다. 크로스 오버의 위상 마진이 58 도인 것을 볼 수 있습니다. 이제 최적의 펄스 응답은 60 도의 위상 마진을 원하므로 58 도가 좋습니다.

단일 이득 버퍼로서 OP470의 작은 신호 펄스 응답은 데이터 시트의 TPC 27에 나와 있습니다. 펄스 응답에 오버 슈트가 거의없고 링이 없음을 알 수 있습니다.

가능한 우려 사항 :

출력 로딩. 버퍼의로드가 무엇인지 표시하지 않지만 용량 성로드는 위상 마진을 저하시키고 응답을 저하시킬 수 있습니다. OP470의 출력 임피던스는 크로스 오버에 가까워 질수록 급격히 증가하므로 100 또는 200 pF를 초과하는 용량 성 부하는 위상 마진을 저하시킬 것으로 예상됩니다. 최대 1000pF의 용량 성 부하 구동을 다루는 데이터 시트 (12 페이지) 섹션이 있습니다.
출력에서 음의 입력으로의 피드백 저항. Phil Frost가 말한 것처럼 피드백 경로를 비교적 짧게 유지하려고합니다. 그러나 때로는 테스트 또는 서비스 가능성을 위해 피드백 저항이 사용됩니다. 이렇게하면 저항을 마이너스 입력에 가깝게 배치하고 최상의 응답을 위해 값을 500 Ohm 미만 및 100 Ohm보다 큰 값으로 유지하려고합니다. 데이터 시트는 유니티 게인 버퍼 (12 페이지) 섹션에서이를 다룹니다.
OP470은 BJT 기술이므로 레일 투 레일 작동이 없습니다. 입력 전압이 약 4V보다 바이어스 레일에 가까워지지 않도록해야하며 출력 전압이 약 3V보다 레일에 더 가까워 야합니다. 이 문제가 중요하다고 말할만큼 시스템을 잘 알고 있습니다.

— gsills
소스

해당 연산 증폭기의 출력이 용량 성 부하를 구동하고있을 수 있습니다. 높은 슬루 레이트 연산 증폭기와 비슷한 문제가 발생했습니다. 데이터 시트에 설명 된 해결책 은 네거티브 피드백 후에 약 47ohm의 저항을 넣는 것입니다. 이 솔루션은 즉시 내 진동을 해결했습니다.

인용구:

LT1632 / LT1633은 단일 이득 구성으로 ± 15V 공급 장치에서 최대 200pF의 용량 성 부하를 구동 할 수있는 광대역 증폭기입니다. 3V 전원에서 용량 성 부하는 100pF 미만으로 유지해야합니다. 더 큰 용량 성 부하를 구동해야하는 경우 출력과 용량 성 부하 사이에 20Ω ~ 50Ω의 저항을 연결해야합니다. 저항은 용량 성 부하를 격리하여 안정성을 보장하도록 출력에서 피드백을 계속 가져와야합니다.

— 더그
소스