Inverterande förstärkare svänger under nollan

[bjornvaktaren]

Hej!

Jag försöker invertera en negativ puls med en opamp (LT6203) med 5V enkelsidig matningsspänning. Har i princip detta

med Rf=68 Ohm och Rin=180 Ohm. Genererar Vin med utgången på en Arduino som jag AC-kopplat och spänningsdelat för att på ner amplituden. När jag kollar Vin (blå) och Vout (gul) så ser det ut såhär

SDS00001.jpg

Är det någon vet hur jag kan få Vout att inte svänga under nollan? Har det på ett kopplingsdäck nu med LT6203 på en MSOP8 till DIP-adapter men allt ska vara ytmonterat i applikationen.

[xxargs]

En detalj är att du har alldeles för låga motståndsvärden - få OP-ampar är tillverkade för att arbeta med impedanser under 100 Ohm, de flesta inte ens under 600 Ohm utgångslast (och ja Rf och Rin är att betrakta som utgångslast med dom låga värdena du har) ...

Du borde ha typ 6.8 kOhm och 18 kOhm på dina motstånd så kanske det hela blir lite med kontrollerat

Vad som troligen händer nu är att när ingången går låg så drar det ström genom både 68 och 180 Ohm-motståndet (som här ses som seriekopplade mot utgången) och sänker utgången innan OP-ampen hinner reagera och höjer sin utgång.

Du har alltid en fördröjning genom en OP-amp och hur stor den är beror på dess snabbhet men också om du drivit den i ändlägena eller inte då de rör sig trögare om dess trissor har blivit bottnade.

[bjornvaktaren]

Aha. Samtidigt så står det att man ska ha Rs+Rg||Rfb<225 Ohm för att få lågt brus. De definierar inte vad det är dock. Rs borde väl vara source, 180 Ohm i mitt fall, och Rfb feedback, 68 Ohm i mitt fall, men vad är då Rg?

Edit: Provade med 1800 Ohm och 680 Ohm och det ser snyggt ut! Men jag undrar fortfarande hur det påverkar bruset. Förstärkaren är första steget i en korrelerad dubbel-samplare som ska förstärka en signal till en 16 bitars ADC.

[Swech]

Vart står det och vem är de?

Swech

[bjornvaktaren]

Hehe, ja det kanske var lite oklar . Det står i databladet för LT6203 sidan 19 och "de" är komponentillverkarna.

[xxargs]

Läste lite i http://cds.linear.com/docs/en/datasheet/620234fd.pdf som i sin tur refererar till http://cds.linear.com/docs/en/datasheet/1028fd.pdf när det gäller brus...


Rg kan ha att göra med resistansen på +-ingången då att koppla hårt mot backen kan ge reflektion av sin egen brus medans är det lite motstånd mot jord så termineras bruset i motståndet då det är bara när det är impedansmatchat som man har lägsta bruset.

läst lite vidare och de flesta lågbruskopplingar beskrivna där har hög förstärkning med Rfb på typ 100 kOhm och ingångsresistans runt 100 Ohm tillsammans med en matchande resistans på OP:s +-ingång - det ger kopplingar med väldigt hög förstärkning...

---

I din testexempel tidigare så är du inte i ens närheten att försöka bygga lågbrusigt, du har förstärkning < 1 (Rfb är lägre än Rin) vilket bara det ökar brusfaktorn våldsamt, i testerna i apparna så förstärker de signalen typisk 90 dB (~31600 ggr spänningsförstärkning) när de skall mäta bruset i typkopplingarna...

Skall du kunna hantera spänningshopp på typ 5 Volt negativt och samtidigt brusfaktor för att känna av en mycket känslig lågbrusig mikrofon så är det sannerligen en utmaning i kretssnickrandet...

Om dina senare mätsignaler innehåller flanker som i din test så har de frekvensområde utanför OP-ampens frekvensområde (och det är dessa komponenter som läcker igenom och orsaka den negativa flanken i din testuppkoppling) och utgången hinner helt enkelt inte reagera på de snabba signalerna.

så, hur ser din verkliga testsignal ut ? - kan den här snabba flanken filtreras till under 1 MHz och då förmodligen undviker den här negativa svinget även med nuvarande koppling??

[bjornvaktaren]

Det jag ska mäta en DC-nivå relativ en annan, så jag är inte intresserad av vågformen. Signalen är den AC-kopplade utsignalen från en CCD-sensor. Jag har simulerat det i LTSpice. Här är kretsen och simuleringen:

amp_ltspice.png

amp_ltspice_sim.png

Jag har markerat med färger i kretsschemat vart spänningen är mätt (med jord som referens då). Det jag är intresserad av är skillnaden mellan den första delen av den rosa kurvan (CCD:ns referensnivå) och den andra delen (pixelvärdet). Referensnivån är inte helt fix.

EDIT: Glömde nämna att den röda spänningen är vad ADC:n ser.