Memahami sirkuit op-amp dengan kapasitor ekstra di jalur umpan balik

Saat melihat sirkuit seperti ini

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

Saya sering menemukan (lihat U6-A dalam skema terkait) kapasitor tambahan dalam kisaran pF ditampar secara paralel dengan resistor umpan balik, meskipun op-amp memiliki fungsi buffering atau gain:

skema

^{mensimulasikan rangkaian ini - Skema dibuat menggunakan CircuitLab}

Bukankah itu menjadikannya filter low-pass? Apakah seharusnya menyaring frekuensi tinggi atau peran apa yang dimainkannya?

operational-amplifier capacitor

— jilski
sumber

Kurangi dering / overshoot.

— Jippie

Itu memang menjadikannya filter low-pass, tetapi mengingat bandwidth tetap terbatas, Anda sudah dapat mengatakan bahwa itu adalah filter low-pass bahkan tanpa batas. Hal-hal semacam ini cenderung ditambahkan untuk menghindari penguatan sinyal yang sangat keluar dari band - contoh khasnya adalah menghentikan sinyal RF yang melewati jalur sinyal audio.

Terima kasih banyak semuanya. Haruskah saya mulai menambahkan penutup ekstra itu secara teratur di desain saya untuk menyaring kebisingan / sinyal HF?

— jilski

Itu tergantung - saya menggunakannya untuk mengurangi kebisingan wideband keseluruhan banyak waktu.

— Andy alias

Saya akan melakukan analisis rangkaian.

Ini adalah penguat pembalik dengan gain

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

$|A_V| = \left| \frac{R_1 || -\frac{j}{\omega C}}{R_2}\right| = \left| \frac{R_1 / R_2 }{1 + j \omega R_1 C} \right| = \frac{R_1 / R_2 }{\sqrt{1 + (\omega R_1 C)^2}}$

$\omega \approx 0$ $| {SEBUAH}_{V} | = \frac{R_{1}}{R_{2}}$ $|A_V| = \frac{R_1}{R_2}$
$1/\omega$
$ω R_{1} C = 1 ⟹ ω = \frac{1}{R_{1} C}$ $\omega R_1 C = 1 \implies \omega = \frac{1}{R_1 C}$ $C$

Akhirnya (terima kasih kepada LvW), jika sirkuit Anda berdering, kapasitor ini menambahkan kutub tambahan dalam respons frekuensi amplifier, yang dapat meningkatkan margin fasa dan membuat sirkuit lebih stabil. Ini sedikit lebih rumit dan tergantung pada properti op-amp, jadi saya tidak akan menjelaskan lebih lanjut.

— Greg d'Eon
sumber

Tidak masalah. Jangan ragu untuk menjawab dan menerima jawaban saya jika Anda senang dengan itu!

— Greg d'Eon

Bolehkah saya menambahkan koreksi singkat? Dering tidak "disaring". Pemfilteran seperti itu hanya berlaku untuk sinyal yang tidak diinginkan yang terkandung dalam sinyal input saja. Di sini, tutup umpan balik memperhatikan bahwa - sejak awal - dering dihambat atau (setidaknya) berkurang. Ini karena kapasitor ini meningkatkan sifat stabilitas seluruh rangkaian umpan balik - asalkan nilai tutup ini dipilih dengan benar. Ini semacam kompensasi keterlambatan.

— LvW

Cara yang lebih intuitif untuk memahaminya adalah bahwa pada frekuensi tinggi topi bertindak sebagai pendek, sehingga gain untuk frekuensi tersebut dikurangi / dipotong menjadi satu. Ketika ini dilakukan untuk mencegah osilasi, kadang-kadang disebut kompensasi timbal ; lihat hal. 13 di ti.com/lit/ml/sloa079/sloa079.pdf

— Fizz

@ tcrosley: Integrator yang ideal tidak memiliki resistor di jalur umpan balik. Resistor ditambahkan untuk tujuan praktis .

— Fizz

@RespawnedFluff Paragraf terakhir dalam artikel Anda yang ditautkan mengatakan "Sirkuit integrator praktis setara dengan filter low-pass urutan pertama aktif" yang terkait dengan jawaban di atas. Bagus.

— tcrosley