Kysymys:
Syy lyhyelle huipulle op-vahvistimen ulostulossa ylittäessä 0 V?
Willis Blackburn
2016-03-10 08:10:41 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Tunnistaa kukaan tämän piikin op-vahvistimen lähdössä, kun signaali ylittää 0 V? Se nousee ylös ylittäessään ja alas ylittäessään. Yhdessä EEVBlog-videosta Dave osoitti jotain tällaista oskilloskoopilla ja sanoi (sivuun), että se voi tapahtua käytettäessä 10 k: n takaisinkytkentävastusta tai vastaavaa. Mutta en muista, mikä video se oli. Tämä on TL071: n tulos (itse asiassa 1/4 TL074: stä). Se syötetään 2 muun TL071: n lähdöstä 2,2 k: n vastusten kautta, ja palautteessa on 10 k: n potentiometri.

schematic

simuloi tätä virtapiiriä - Kaavio luotu käyttämällä CircuitLab

Spike at 0V

Päivitä 10. maaliskuuta vahva>

Kuten alla olevissa kommenteissa mainitaan, piiri koostuu ATmega328P-prosessorista, joka ajaa 8 linjaa R2R DAC: iin. DAC: n lähtö ja DC-esijännite, joka on tarkoitettu keskittämään DAC-lähtö 0 V: n syötöllä invertoivaan TL071-op-vahvistimeen. Tämän op-vahvistimen lähtö on "OA2OUT" yllä olevassa kaaviossa.

schematic

simuloi tätä virtapiiriä

R2R-verkkolähdöllä on 10 k impedanssi, jota edustaa R4. R1 ja R2 antavat minulle offset-jännitteen ja niiden rinnakkainen impedanssi on 9,5 k, joka on melko lähellä 10 k. Takaisinkytkentävastus R3 on myös 10k. Joten luulen, että tämä piiri summaa ja kääntää R2R- ja offset-jännitteet.

Kun tarkastan R2R-verkon lähdön kohdassa R2ROUT, en näe piikkiä.

No spike

Kun tarkistan op-vahvistimen lähdön VOUT-tilassa, näen piikin.

A spike

Yritin muutama muu asia. Yritin korvata 10 k: n takaisinkytkentävastuksen 2.2 k: n vastuksella vain siksi, että se makasi ja koska muistan, että Dave mainitsi jotain 10 k: n vastuksesta EEVBlog-videossa. Se teki piikin pahemmaksi.

A bigger spike

Sitten yritin korvata TL074-op-vahvistimen LM6144-op-vahvistimella. Olen käyttänyt tätä virtapiiriä kokeilemaan erilaisia ​​op-vahvistimia ja yrittänyt ymmärtää, mikä tekee niistä kaikista erilaiset, joten tiedän, että piiri toimii (tavallaan) kaikkien kanssa. Tällä kertaa sain piikkejä jokaisesta siirtymisestä.

Lotsa spikes

Lopuksi kokeilin TLV2374: ää, mikä on upeaa, mutta näen silti piikin. Se on pienempi, mutta silti siellä.

One last spike

Yrität edelleen selvittää tämän. Kiitos kaikille tähän mennessä antamastasi avusta!

Päivitä 13. maaliskuuta

Yritit mitata R2R-lähtöä R / 10 (1k) -kuormituksella @WhatRoughBeast mukaisesti kommentti alla. Nyt näen piikin! Näyttää myös paljon meluisammalta ... mitä huomasin aiemmin ja yritin korjata 10uF-kondensaattoreilla virtakiskojen ja virtuaalisen maan yli. Se "toimi" siinä mielessä, että se vähensi kohinaa, mutta toi myös värähtelyn / soinnin, jonka mainitsin, kun yritin asentaa pienen korkin DAC-ulostulon tasoittamiseksi. Kaikki nämä asiat liittyvät ilmeisesti toisiinsa, mutta en ole varma miten.

Spike and noise

Muuten kokeilin @Brianin ehdottamaa 100 ohmin vastusta Drummond aiemmin, mutta tuloksena oleva signaali oli niin tahriintunut ja meluisa, että en voinut kertoa mitä oli tekeillä.

Mitä takeaway täällä on? Ongelma on tietysti MSB-käyttäytyminen, jonka @WhatRoughBeast tunnisti. Se ja melu näyttävät pahenevan enemmän virtaa R2R-verkon kautta. Ajattelin, okei, puskuroi R2R-signaali ei-käänteisen op-vahvistimen kautta ennen kuin teen mitään muuta sen kanssa, mutta kun teen sen, näen myös piikin. Onko ainoa ratkaisu suodattaa se pois eikä huolehtia siitä?

Ehkä etsimäsi vaikutuksen nimi on _crossover-vääristymä_.
Vaikka signaalilähde on tietysti R-2R DAC, kysymyksessä pitäisi todella mainita tämä.(se EI OLE jakosuodon vääristymä) Testaa suorittamalla DAC matalan ish-arvon vastukseen (100R) opampin virtuaalisen maadoitustulon sijaan.Se ei todennäköisesti ole aivan lineaarinen, mutta näet saman vaiheen.
Kiitos @Brian Drummond.En maininnut R2R: ää, koska muistan EEVBlog-videon ja olin varma, että se oli op-amp-ongelma.Yritetään pitää kysymys kohdennettuna, mutta tässä tapauksessa enemmän tietoa olisi ollut parempaa.
Päivitetyn kaavion avulla muista, että "R2R" -pisteesi on op-vahvistimen käänteinen tulo ja sitä pidetään vakiojännitteellä.Joten sinun ei pitäisi nähdä mitään siinä vaiheessa.Yritä ajaa R / 10-vastus maahan.
Irrotin op-vahvistimen ennen 10. maaliskuuta otettujen kuvien ottamista.
@WillisBlackburn - viimeisen muokkauksesi mukaan et voi "yksinkertaisesti" päästä eroon piikistä, koska se on todellinen osa op-vahvistimeen menevää signaalia.Brian Drummond ehdotti klassista vastausta.Laita otos-pidä ulostuloon ja näyte juuri ennen jokaista vaihetta.S / H voidaan melko helposti suunnitella hyvin pienillä hankintahäiriöillä, ja nämä häiriöt ovat johdonmukaisia askelarvosta riippumatta.
Toinen mahdollisuus on lisätä pari CMOS-invertteriä sarjaan msb: n ja DAC: n väliin.Tämä viivästyttää msb: tä ja jos olet onnekas, peruuta vinoutus, joka aiheuttaa sinulle ongelmia.Huomaa vain, että voi olla vaikea löytää taajuusmuuttajia, joilla on samat lähtöominaisuudet kuin ATmegalla.
Kaksi vastused:
WhatRoughBeast
2016-03-10 09:45:39 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Näet, että msb: n käynnistys- / sammutusaika on ristiriidassa muiden bittien kanssa.

Teeskennä hetkeksi, että tämä on 8-bittinen DAC, istuessasi koodilla 01111111. Jos seuraava koodi olisi 1000000, saat hyvän käytöksen. Mutta mitä tapahtuu, on se, että sisäisesti msb reagoi hieman nopeammin kuin muut bitit. Tämä tarkoittaa, että siirtymä on itse asiassa 0111111 - 1111111 - 10000000. Koodi 11111111 jatkuu vain hyvin lyhyen ajan, mutta vaikka se on siellä, lähtö yrittää siirtyä täysimittaiseen. Koska epätasapainoaika (kutsutaan bittivirheeksi) kestää vain hyvin lyhyen ajan, saat vain suhteellisen pienen pulssin (kutsutaan yleisesti häiriöksi). Tämä vaikutus on itse asiassa melko tärkeä video-DAC: issa, koska silmä on hyvin herkkä tällaisille asioille, ja tärkeä ominaisuus video-DAC: lle on kokonaishäiriöenergia.

Valitettavasti olen merkinnyt sinut oikein, mutta poistanut sen sitten, koska en voi vielä vahvistaa, että näin on.Minun täytyy nähdä, onko häiriö DAC-lähdössä, ennen kuin se menee op-vahvistimeen.On järkevää.
Voisiko syy tähän olla, että DAC on itse asiassa 8-bittinen R2R-verkko ja MSB on fyysisesti lähinnä lähtöä?Ehkä muulla piirillä on jonkin verran kapasitanssia, joten osa 01111111-signaalista jää, kun tulot siirtyvät 10000000: een?
@WillisBlackburn - on olemassa useita mahdollisuuksia.Se, että askelkoko on suurempi häiriön kanssa tapahtuvalle vaiheelle, osoittaa varmasti, että msb-asemassa on jotain erilaista.Esitetyn suhteellisen pitkän aikavälin (20 usec / div) vuoksi tekemäsi sijoitusongelma on kuitenkin epätodennäköinen.Häiriön leveys näyttää olevan 10–100 sekuntia, ja se on liikaa selitettävissä sijoitusviiveillä.Hajakapasitanssi?Ei voida kertoa ilman kaaviota DAC: sta.
@WillisBlackburn - Et näytä DAC-asemaa.Olettaen, että se on rinnakkaissyöttö, yritä laittaa 8-bittinen rekisteri, kuten 74HC374, DAC-tuloon, joten kaikki bitit muuttuvat samanaikaisesti.
@WhatRoughBeast Olen hämmentynyt siitä, miten pääsit tähän vastaukseen, koska kysymyksessä ei todellakaan mainita DAC: tä (sikäli kuin voin kertoa).Siellä on selvästi DAC, kuten OP sopi, ja vastaus näyttää oikealta, mutta onko sinulla kristallipalloa tai jotain muuta?
@abligh Laajennuskuva näyttää op-amp: n ulostulon pyyhkäisemisen portaikkotoiminnolla, joten tuloa täytyy ohjata DAC: lla (tai mielivaltaisella toimintageneraattorilla, joka on vain hieno DAC kauniissa laatikossa).Tällaista aaltomuotoa käytetään yleisesti testattaessa ADC: itä ja DAC: itä lineaarisuuden ja puuttuvien koodien suhteen.Ottaen huomioon, missä kohteena oleva piikki esiintyy laukauksessa, tämä korreloi DAC: n suuren siirtymän siirtymän kanssa.Koska tämä on siirtymä, jossa kaikki bitit muuttuvat, siirtymän aikana on usein suuri virtapiikki.Bit-vinous on myös mahdollista toteutuksesta riippuen.
@abligh: ei kristallipalloa, mutta WhatRoughBeast muistaa todennäköisesti päivät, jolloin DAC: ia seurasi aina S & H-vaihe näiden häiriöiden poistamiseksi, ennen kuin kytkimet saivat riittävän nopean tekemään ongelmasta (enimmäkseen) tarpeeksi pieneksi sivuuttamatta.
Se on rinnakkainen asema.ATmega328P: n portit D0 - D7 on kiinnitetty suoraan R2R-verkon tuloihin.Käytin porttia D, koska se on ainoa portti, jossa on 8 bittiä ja joka voidaan asettaa yhdellä käskyllä.(Portissa C on nolla 6 nastalla ja ei bittiä 7, kun taas portin B bitillä 6-7 on ulkoinen kide, eikä tietenkään ole porttia A.) Joten olen melko varma, että kaikki kytkimet ovatasetetaan samanaikaisesti mikrokontrollerien kyvyn rajoissa.Tänä iltana näen, näkyykö häiriö R2R-lähdössä.
Projekti on itse asiassa funktiogeneraattori.Ymmärrän voivani ostaa niitä;tämä on opetusharjoitus.Viime kädessä luulen, että häiriö häviää, kun otan käyttöön suodattimen tasoittamaan ulostuloa.Mutta minulla on toinen ongelma, että kun teen niin, op-vahvistin värähtelee / soi ja kuva huononee parempana.Todennäköisesti toinen SE-kysymys sille, mutta en ole vielä varma, kuinka se kehitetään vielä.
@WillisBlackburn - laita pieni korkki, kuten 100 pF lähtötehosta op-vahvistimen - tuloon.Älä laita kantta ulostulosta maahan.Sinun on tehtävä kompromissi piikkien vähentämisen ja kulmien pyöristämisen välillä.
Valitettavasti en näe ongelmaa DAC-lähdössä, vain op-vahvistimen ulostulossa.Katso päivitys kysymykseen.Voisiko jotenkin olla, että se on DAC, mutta näen sen vain op-vahvistimen kautta?
@WillisBlackburn - Kokeile neuvojani, ennen kuin kerrot minulle, miksi se ei toimi.Jälkiasennukset, kyllä.Ennen ei.
Anonymous Folk
2016-07-21 13:40:11 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Näet ongelman näyttävän olevan OpAmpsilta, kuten kokeilusi osoittivat.Yritä laittaa vastus sarjaan OpAmp: n käänteisen tulon kanssa (ts. Yhteisen solmun R1 / R2 / R3 / R4 ja käänteisen tulon väliin. Aloita käyttämällä noin 10 k. Voit lisätä toisen vastakkaiselle tulollejos välität offsetista lähdössä.



ⓘ
Tämä Q & A käännettiin automaattisesti englanniksi.Alkuperäinen sisältö on saatavilla stackexchange-palvelussa, jota kiitämme cc by-sa 3.0-lisenssistä, jolla sitä jaetaan.
Loading...