Как исправить нестабильность повторителя напряжения операционного усилителя?

Я использую несколько операционных усилителей с одним источником питания ( OPA4344 ) в цепи и использую один из них для подачи значения VCC / 2 для виртуального заземления на сторону + нескольких других операционных усилителей.

VCC +5 вольт. Когда я впервые включаю плату, я получаю 2,5 В от выхода, но через некоторое время выход переходит примерно к 4,5 В и остается там до тех пор, пока я не выключу и снова не включу.

Я прочитал здесь, что:

Из-за сильной обратной связи (то есть с единичным усилением) и определенных неидеальных характеристик реальных операционных усилителей эта система обратной связи склонна иметь плохие запасы устойчивости. Следовательно, система может быть нестабильной при подключении к достаточно емкостным нагрузкам. В этих случаях сеть компенсации задержки (например, подключение нагрузки к повторителю напряжения через резистор) может использоваться для восстановления стабильности.

Как видите, я уже использую резистор на выходе. В спецификации на 4344 (упоминавшейся ранее) утверждается, что операционный усилитель «стабильный прирост мощности».

Есть ли что-то еще, что может вызывать нестабильность? Нужен ли мне отдельный резистор для каждого выхода (на данный момент у меня + входы трех операционных усилителей, привязанных к VOUT).

VCC +5 вольт. Когда я впервые включаю плату, я получаю 2,5 В от выхода, но через некоторое время выход переходит примерно к 4,5 В и остается там до тех пор, пока я не выключу и снова не включу.

Сначала я подумал, что это звучит как случай инверсии фазы вне синфазного входного диапазона (который для OPA344 составляет от -0,1 В до (Vcc - 1,5 В = 3,5 В в вашем случае). В наши дни это случается реже, но некоторые -Амперы демонстрируют инверсию усиления вне диапазона синфазного режима, вызывая эффективное условие блокировки. Для операционного усилителя с инверсией фазы, пока вы остаетесь в пределах синфазного диапазона, у вас все будет в порядке, но если оно когда бы ни выходил наружу, нет гарантии, что он будет работать правильно.

Но таблица данных OPA334 гласит:

Операционные усилители серий OPA334 и OPA335 стабильны с единичным усилением и не допускают неожиданного изменения фазы на выходе. Они используют методы автоматического обнуления, чтобы обеспечить низкое напряжение смещения и очень низкий дрейф во времени и температуре.

Таким образом, на данный момент у нас есть несколько вещей, чтобы попробовать, предполагая, что вы можете легко воспроизвести эту проблему.

1. Проверьте все напряжения выводов операционного усилителя с помощью осциллографа. Убедитесь, что Vcc и Vss соответствуют вашим ожиданиям, и проверьте, соответствует ли ожидаемый вывод + операционного усилителя 2,5 В.

2. Добавьте конденсатор (100-1000 пФ) между операционным усилителем + и землей. Вы должны делать это в любом случае, чтобы поддерживать низкий импеданс узла делителя напряжения на высоких частотах, чтобы он не улавливал шум. Если это решит проблему, вы можете столкнуться с РЧ-выпрямителем (если это так, я удивлен, но это возможно.), Где ОУ работает линейно с низкочастотными сигналами, но ведет себя нелинейно, как выпрямитель с высокочастотные сигналы и превращает переменный ток в постоянный ток смещения.

3. Добавьте обходной конденсатор через источник питания операционного усилителя. (шум поставок не должен иметь большого значения, но вы никогда не знаете)

4. Замените операционный усилитель другой аналогичной модели - тот, что на плате, может быть поврежден.

Если все по-прежнему выглядит хорошо, значит, у вас получился настоящий тупик.

Поместите резистор последовательно с обратной связью, которую вы предоставили. Другими словами, удалите провод нулевого сопротивления от выхода к отрицательному входу и поместите резистор низкого значения, скажем, около 2,2 кОм. Надеюсь, это решит проблему.

Этот резистор вместе с входной емкостью усилителя образует своего рода компенсацию, которая обеспечивает блокировку высокочастотных колебаний. Если усиление высокой частоты уменьшается, критерий Бархаузена не может быть удовлетворен и, следовательно, нет колебаний. Эти колебания имеют такую ​​высокую частоту, что в конечном итоге они выпрямляются нелинейностями в операционном усилителе, и результирующий постоянный ток дает эффект, который вы видите.