Como corrigir a instabilidade do seguidor de tensão do amplificador operacional?

Estou usando um número de amplificadores operacionais de fonte única ( OPA4344 ) em um circuito e estou usando um deles para fornecer um valor VCC / 2 para um terra virtual ao lado + de vários outros amplificadores operacionais.

VCC é +5 volts. Quando ligo a placa pela primeira vez, recebo 2,5 v da saída, mas depois de um tempo a saída salta para cerca de 4,5 volts e permanece lá até eu desligar e ligar novamente.

Eu li aqui que:

Devido ao forte feedback (ganho de unidade) e a certas características não ideais dos amplificadores operacionais reais, esse sistema de feedback é propenso a ter margens de estabilidade ruins. Consequentemente, o sistema pode ficar instável quando conectado a cargas suficientemente capacitivas. Nesses casos, uma rede de compensação de atraso (por exemplo, conectando a carga ao seguidor de tensão através de um resistor) pode ser usada para restaurar a estabilidade.

Como você pode ver, eu já estou usando um resistor na saída. A folha de dados do 4344 (referenciado anteriormente) afirma que o amplificador operacional é "ganho unitário estável".

Existe algo mais que pode estar causando a instabilidade? Preciso de um resistor separado para cada saída (atualmente as entradas + de três amplificadores operacionais estão ligadas ao VOUT).

VCC é +5 volts. Quando ligo a placa pela primeira vez, recebo 2,5 v da saída, mas depois de um tempo a saída salta para cerca de 4,5 volts e permanece lá até eu desligar e ligar novamente.

No começo, pensei que isso parecesse um caso de inversão de fase fora da faixa de entrada do modo comum (que para o OPA344 é de -0,1V a (Vcc - 1,5V = 3,5V no seu caso). É mais raro hoje em dia, mas algumas op As lâmpadas exibem inversão de ganho quando estão fora da faixa de modo comum, causando uma condição efetiva de travamento.Para um amplificador operacional com inversão de fase, desde que você permaneça dentro da faixa de modo comum, você deve estar bem, mas se sempre que estiver fora, não há garantia de que funcionará corretamente.

Mas a folha de dados do OPA334 diz o seguinte:

Os amplificadores operacionais das séries OPA334 e OPA335 são estáveis ​​em ganho de unidade e livres de reversão inesperada da fase de saída. Eles usam técnicas de zeragem automática para fornecer baixa tensão de desvio e desvio muito baixo ao longo do tempo e da temperatura.

Portanto, neste ponto, temos algumas coisas a tentar, supondo que você possa reproduzir esse problema facilmente.

1. Verifique todas as tensões dos pinos opamp com um osciloscópio. Verifique se Vcc e Vss são o que você espera e verifique se o pino + do amplificador operacional é o 2.5V que você espera.

2. Adicione um capacitor (100-1000pF) entre o amplificador operacional + e o terra. Você deve fazer isso de qualquer maneira para manter baixa a impedância do nó divisor de tensão em altas frequências, para que não capte ruído. Se isso resolver o problema, você pode estar executando uma retificação de RF (se for esse o caso, estou surpreso, mas é possível.) Onde o amplificador operacional se comporta linearmente com sinais de baixa frequência, mas não linearmente como um retificador com sinais de alta frequência e transforma CA em um viés de CC.

3. Adicione um capacitor de bypass na fonte do amplificador operacional. (o ruído do suprimento não deve fazer muita diferença, mas você nunca sabe)

4. Substitua o amplificador operacional por outro do mesmo modelo - o da placa pode ser danificado.

Se tudo ainda parece bom, então você tem uma vantagem.

Coloque um resistor em série com o feedback que você forneceu. Em outras palavras, remova o fio de resistência zero da saída para a entrada negativa e coloque um resistor de baixo valor, por exemplo, 2,2k. Espero que isso resolva o problema.

Esse resistor, juntamente com a capacitância de entrada do amplificador, forma um tipo de compensação que garante que as oscilações de alta frequência sejam bloqueadas. Se o ganho de alta frequência for reduzido, o critério barkhausiano não poderá ser satisfeito e, portanto, não haverá oscilações. Essas oscilações têm uma frequência tão alta que acabam retificadas por não-linearidades no amplificador operacional e o DC resultante fornece o efeito que você vê.