Comprender los circuitos del amplificador operacional con condensadores adicionales en la ruta de retroalimentación

Al mirar circuitos como este

circuito http://dt.prohosting.com/hacks/what1.gif

A menudo encuentro (vea U6-A en el esquema vinculado) condensadores adicionales en el rango de pF abofeteados en paralelo con las resistencias de retroalimentación, aunque el amplificador operacional tiene una función de amortiguación o ganancia:

esquemático

^{simular este circuito : esquema creado con CircuitLab}

¿No lo convierte en un filtro de paso bajo? ¿Se supone que filtra las frecuencias altas o qué otro papel juega?

operational-amplifier capacitor

— jilski
fuente

Reduzca el zumbido / sobreimpulso.

— jippie

Lo convierte en un filtro de paso bajo, pero dado que de todos modos tenía un ancho de banda finito, ya se podría decir que era un filtro de paso bajo, incluso sin la tapa. Este tipo de cosas tienden a agregarse para evitar amplificar las señales que están muy fuera de banda; un ejemplo típico es detener las señales de RF que pasan por las rutas de señal de audio.

Muchas gracias a todos. ¿Debo comenzar a agregar esos límites adicionales de forma regular en mis diseños para filtrar el ruido / señales de HF?

— jilski

Depende: los uso para reducir el ruido general de banda ancha la mayor parte del tiempo.

— Andy alias

Haré el análisis del circuito.

Este es un amplificador inversor con una ganancia de

El | {UN}_{V} El | = El | \frac{R_{1} El | El | - \frac{j}{ω C}}{R_{2}} El | = El | \frac{R_{1} / / R_{2}}{1 + j ω R_{1} C} El | = \frac{R_{1} / / R_{2}}{\sqrt{1 + (ω R_{1} C)^{2}}}

$|A_V| = \left| \frac{R_1 || -\frac{j}{\omega C}}{R_2}\right| = \left| \frac{R_1 / R_2 }{1 + j \omega R_1 C} \right| = \frac{R_1 / R_2 }{\sqrt{1 + (\omega R_1 C)^2}}$ que le brinda toda la información que necesita:

$\omega \approx 0$ $El | {UN}_{V} El | = \frac{R_{1}}{R_{2}}$ $|A_V| = \frac{R_1}{R_2}$
A altas frecuencias, el $1/\omega$
$ω R_{1} C = 1 ⟹ ω = \frac{1}{R_{1} C}$ $\omega R_1 C = 1 \implies \omega = \frac{1}{R_1 C}$ que es bastante alto, ya que $C$ es pequeño.

Finalmente (gracias a LvW), si su circuito está sonando, este condensador agrega un polo adicional en la respuesta de frecuencia del amplificador, lo que puede aumentar el margen de fase y hacer que el circuito sea más estable. Esto es un poco más complejo y depende de las propiedades del amplificador operacional, por lo que no entraré en detalles.

— Greg d'Eon
fuente

No hay problema. ¡Siéntete libre de votar y aceptar mi respuesta si estás contento!

— Greg d'Eon

¿Puedo agregar una corrección corta? El timbre no se "filtra". Tal filtrado se aplicaría solo a las señales no deseadas contenidas en la señal de entrada. Aquí, el límite de retroalimentación se encarga de que, desde el principio, el timbre se inhiba o (al menos) se reduzca. Esto se debe a que este condensador mejora las propiedades de estabilidad de todo el circuito de retroalimentación, siempre que el valor de este límite se seleccione correctamente. Es una especie de compensación por retraso.

— LvW

Una forma más intuitiva de entenderlo es que a altas frecuencias el límite actúa como un corto, por lo que la ganancia para esas frecuencias se reduce / corta a la unidad. Cuando esto se hace para evitar la oscilación, a veces se denomina compensación de plomo ; ver p. 13 en ti.com/lit/ml/sloa079/sloa079.pdf

— Fizz

@tcrosley: El integrador ideal no tiene resistencia en la ruta de retroalimentación. La resistencia se agrega para fines prácticos .

— Fizz

@RespawnedFluff El último párrafo de su artículo vinculado dice "El circuito integrador práctico es equivalente a un filtro de paso bajo de primer orden activo" que se relaciona con la respuesta anterior. Agradable.

— tcrosley