Разделенный источник питания колеблется

Я пытаюсь построить схему с многоканальным источником тока с цифровым управлением и измерителем напряжения.

Каждый источник тока должен подавать до 5 мА тока на нагрузку, напряжение которой может достигать 10 В. Я выбрал источник постоянного тока NXP, который может обеспечивать максимальный ток 50 мА и поддерживать максимальное напряжение 50 В. Источник тока можно регулировать с помощью внешнего резистора. Я использую цифровой потенциометр в качестве этого внешнего резистора, чтобы я мог управлять источником тока в цифровом виде. Схема источника тока показана следующим образом.Цепь источника тока

Я должен генерировать источники питания 3,3 В и -15 В, потому что цифровой потенциометр требует, чтобы напряжение, подаваемое на обе клеммы, не превышало диапазон [0 В, 3,3 В] в любом направлении, в то время как для моей нагрузки источника тока требуется диапазон напряжения 0-10В.

Чтобы генерировать как 3,3 В, так и -15 В, я использую мощный операционный усилитель, такой как TI LM675, чтобы разделить источник питания 24 В на двойные диапазоны [0 В, +9 В] и [-15 В, 0 В]. Затем я использую +9 В для создания двух источников питания 3,3 В для аналоговой и цифровой схемы соответственно. U108 и U109 на рисунке ниже являются стабилизаторами напряжения и генерируют фиксированное выходное напряжение 3,3 В.Мощность операционного усилителя

В последней части моей схемы я использую 24-битный АЦП для измерения напряжения сигнала, который буферизуется с помощью операционного усилителя, напрямую соединяющего его выход с отрицательным входом (повторитель напряжения). На рисунке ниже U1 и U3 — двухканальные 24-разрядные АЦП, а U2 — четырехканальный операционный усилитель. DVDD используется только для связи с микросхемой АЦП и настройки цифрового потенциометра.АЦП и операционный усилитель

Всего у меня есть 20 каналов источника тока и вольтметра, которые используют одни и те же AVDD, DVDD, AGND и VGND.

Проблема: выход мощного ОУ (U114) крайне нестабилен. Путь питания колеблется.

Я попытался удалить оба регулятора напряжения 3,3 В, но та же проблема осталась, и теперь DGND = 2,5 В, а DVDD = 2,1 В (со ссылкой на землю питания 24 В). Кто-нибудь может подсказать?

Вероятно, у вас слишком большая емкость на выходе ОУ. Какая общая емкость подключена к выходу усилителя и слабому сигнальному заземлению переменного тока?
Я не могу понять, как ваш разветвитель шины U114 должен давать вам +9 В / -15 В ... Даже если он не колеблется, он все равно равномерно разделит ваш источник питания на + 12 В / -12 В. А откуда берется сеть DGND? Выход вашего U114 управляет VGND.
Вы пробовали комплементарные дарлингтоны на выходе U114 с обратной связью от этого?
@JohnD Меня тоже беспокоит выходная емкость. У меня не было точной цифры. VGND подключен к 18 микросхемам, каждая из которых потребляет около 1 или 2 мА. AGND также подключен к 15 микросхемам, каждая из которых потребляет около 1 мА.
@brhans Извините, я неправильно назвал это, нет DGND, только VGND и AGND. Выход U114 устанавливается резисторами R59, R60 и R61, что дает около 12*(1+5,5/(2+20)) = 15В.
@TonyStewart Извините, я не совсем понимаю вашу точку зрения. Вы предлагаете использовать дополнительный транзистор Дарлингтона в качестве буфера для выхода U114? Или использовать его в пути обратной связи? Какая польза?
Нет, это не так. Запустите симуляцию. Это делит ваш запас пополам.
@brhans На самом деле, ты прав! это 12В, потому что я не должен подключать R58 и R59. Эта конфигурация скопирована из спецификации LM675. Поэтому я не стал тратить время на его изучение. Я попробую отключить два резистора и попробовать еще раз. Тем не менее, даже если это 12 В, вся схема должна работать. Посмотрим, что произойдет
Ваши схемы плохо читаются... но у lm675 есть схема разветвителя. ti.com/lit/ds/symlink/lm675.pdf Ваш выглядит по-другому, и на выходе нет ограничения 1 Ом / 0,22 мкФ ... возможно, попробуйте добавить это.
@GeorgeHerold C66 - моя кепка 0,22 мкФ, хотя я не добавляю 1 Ом.

Ответы (1)

@brhans Спасибо за ценный совет. Я разделяю входные пути LM675. При отсутствии нагрузки на выходе U114 ведет себя именно так, как и положено, выдавая мне 15В. Однако всякий раз, когда я подключаю выход к нагрузке, он начинает колебаться.

Затем я замечаю, что оба входных сигнала тоже колеблются. Поэтому я попытался добавить конденсатор 1 мкФ к каждому входному сигналу и БИНГО! выход становится действительно стабильным. Итак, схема теперь выглядит так.Разделение напряжения со стабильным выходом

У меня недостаточно знаний, чтобы объяснить это. Шум может исходить от соединения -15 В со всеми микросхемами источников тока. Но все они отключены на время тестирования.

C66 вызывает меньший запас по фазе при постоянном токе нагрузки (отставание), тогда как C15 вызывает больший запас по фазе при производной с опережением фазы. а C14 развязывает помехи питания. Я предлагал использовать выходные буферы для уменьшения постоянного тока нагрузки, но если это сработает... хорошо. когда запас по фазе приближается к 0, он колеблется.
Разделенный источник питания колеблется
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v