Причина кратковременного скачка выходного сигнала операционного усилителя при пересечении 0 В?

Кто-нибудь распознает этот всплеск на выходе операционного усилителя, когда сигнал пересекает 0В? Он поднимается вверх при пересечении вверх и вниз при переходе вниз. В одном из видеороликов EEVBlog Дейв указал на что-то подобное на осциллографе и сказал (в стороне), что это может произойти при использовании резистора обратной связи 10 кОм или чего-то в этом роде. Но я не могу вспомнить, какое это было видео. Это вывод TL071 (фактически 1/4 от TL074). Он питается от выхода 2 других TL071s через резисторы 2,2 кОм, а обратная связь имеет потенциометр 10 кОм.

^{смоделировать эту схему - схема, созданная с использованием CircuitLab}

Обновление 10 марта

Как упомянуто в комментариях ниже, схема состоит из процессора ATmega328P, управляющего 8 линиями в ЦАП R2R. Выходной сигнал ЦАП и напряжение смещения постоянного тока, предназначенное для центрирования выходного сигнала ЦАП при напряжении 0 В, подается в инвертирующий операционный усилитель TL071. Выход этого операционного усилителя "OA2OUT" на схеме выше.

^{смоделировать эту схему}

Выход сети R2R имеет полное сопротивление 10 кОм, представленное R4. R1 и R2 дают мне напряжение смещения и имеют параллельное сопротивление 9,5 кОм, что довольно близко к 10 кОм. Резистор обратной связи R3 тоже 10 кОм. Поэтому я думаю, что эта схема будет суммировать и инвертировать напряжения R2R и смещения.

Когда я проверяю вывод сети R2R в точке R2ROUT, я не вижу всплеска.

Когда я проверяю выход операционного усилителя на VOUT, я вижу всплеск.

Я попробовал несколько других вещей. Я попытался заменить резистор обратной связи 10 кОм на резистор 2,2 кОм, просто потому, что он лежал и потому что я помню, как Дейв упоминал что-то о резисторе 10 кОм в видео EEVBlog. Это сделало всплеск хуже.

Затем я попытался заменить операционный усилитель TL074 операционным усилителем LM6144. Я использовал эту схему, чтобы опробовать различные операционные усилители и попытаться понять, что отличает их всех, поэтому я знаю, что схема работает (вроде) со всеми из них. На этот раз я получил шипы на каждом переходе.

Наконец-то я попробовал TLV2374, и это фантастика, но я все еще вижу всплеск. Это меньше, но все еще там.

Все еще пытаюсь понять это. Спасибо всем за вашу помощь!

Обновление 13 марта

Попытался измерить выход R2R с нагрузкой R / 10 (1k) согласно @WhatRoughBeast комментарию ниже. Теперь я вижу шип! Также кажется намного шумнее ... это то, что я заметил раньше и пытался исправить с помощью 10 мкФ конденсаторов через силовые шины и виртуальную землю. Он «работал» в том смысле, что он уменьшал шум, но он также вводил колебания / звон, о которых я упоминал, когда пытался установить небольшую заглушку для сглаживания выхода ЦАП. Все эти вещи, очевидно, связаны, просто не знаю, как.

Кстати, я попробовал резистор на 100 Ом, предложенный @Brian Drummond ранее, но полученный сигнал был настолько размытым и шумным, что я не мог сказать, что происходит.

Итак, что здесь на вынос? Очевидно, проблема в поведении MSB, которое идентифицировал @WhatRoughBeast. Это, и шум, кажется, ухудшаются с большим током через сеть R2R. Я подумал, хорошо, буферизую сигнал R2R через неинвертирующий операционный усилитель, прежде чем делать с ним что-нибудь еще, но когда я это делаю, я также вижу всплеск. Является ли единственным решением отфильтровать его и не беспокоиться об этом?

То, что вы видите, является несоответствием времени включения / выключения msb по сравнению с другими битами.

Представьте на мгновение, что это 8-разрядный ЦАП, сидящий с кодом 01111111. Если бы следующий код был 1000000, вы получили бы хороший шаг. Но происходит то, что внутренне MSB отвечает немного быстрее, чем другие биты. Это означает, что переход на самом деле происходит с 0111111 на 1111111 на 10000000. Код 11111111 сохраняется только в течение очень короткого времени, но пока он там, выход пытается перейти к полной шкале. Поскольку время рассогласования (называемое перекосом битов) длится только очень короткое время, вы просто получаете сравнительно небольшой импульс (обычно называемый сбоем). Этот эффект на самом деле очень важен в видео ЦАП, поскольку глаз очень чувствителен к такого рода вещам, и важной характеристикой для видео ЦАП является полная энергия сбоев.

Кажется, что проблема, которую вы видите, связана с OpAmp, как показали ваши эксперименты. Попробуйте подключить резистор последовательно с инвертирующим входом операционного усилителя (т. Е. Между общим узлом R1 / R2 / R3 / R4 и инвертирующим входом. Для запуска используйте 10k или около того. Вы можете добавить еще один резистор к неинвертирующему входу если вы заботитесь о смещении на выходе.