Grund für eine kurze Spitze des Operationsverstärkerausgangs beim Überschreiten von 0 V?

Erkennt jemand diese Spitze am Ausgang eines Operationsverstärkers, wenn das Signal 0 V überschreitet? Es steigt beim Auf- und Absteigen beim Überqueren an. In einem der EEVBlog-Videos wies Dave auf genau das im Oszilloskop hin und sagte (nebenbei), dass es passieren könnte, wenn ein 10k-Rückkopplungswiderstand oder ähnliches verwendet wird. Aber ich kann mich nicht erinnern, welches Video es war. Dies ist die Ausgabe eines TL071 (tatsächlich 1/4 eines TL074). Es wird vom Ausgang von 2 anderen TL071 über 2,2k-Widerstände gespeist, und die Rückkopplung verfügt über ein 10k-Potentiometer.

^{simulieren Sie diese Schaltung - Schema erstellt mit CircuitLab}

Update 10. März

Wie in den Kommentaren unten erwähnt, besteht die Schaltung aus einem ATmega328P-Prozessor, der 8 Leitungen in einen R2R-DAC steuert. Der Ausgang des DAC und eine DC-Vorspannung, die den DAC-Ausgang auf 0 V zentrieren soll, werden in einen invertierenden Operationsverstärker TL071 eingespeist. Der Ausgang dieses Operationsverstärkers ist im obigen Schema "OA2OUT".

^{simulieren Sie diese Schaltung}

Der R2R-Netzwerkausgang hat eine Impedanz von 10k, dargestellt durch R4. R1 und R2 geben mir eine Offset-Spannung und haben eine parallele Impedanz von 9,5 k, was ziemlich nahe an 10 k liegt. Der Rückkopplungswiderstand R3 beträgt ebenfalls 10k. Ich denke also, dass diese Schaltung die R2R- und Offset-Spannungen summiert und invertiert.

Wenn ich die Ausgabe des R2R-Netzwerks am Punkt R2ROUT überprüfe, sehe ich keine Spitze.

Wenn ich den Ausgang des Operationsverstärkers bei VOUT überprüfe, sehe ich die Spitze.

Ich habe ein paar andere Dinge ausprobiert. Ich habe versucht, den 10k-Rückkopplungswiderstand durch einen 2,2k-Widerstand zu ersetzen, nur weil er herumlag und weil ich mich erinnere, dass Dave im EEVBlog-Video etwas über einen 10k-Widerstand erwähnt hat. Das machte die Spitze noch schlimmer.

Dann habe ich versucht, den Operationsverstärker TL074 durch einen Operationsverstärker LM6144 zu ersetzen. Ich habe diese Schaltung verwendet, um verschiedene Operationsverstärker auszuprobieren und zu verstehen, was sie alle unterschiedlich macht, also weiß ich, dass die Schaltung (irgendwie) mit allen funktioniert. Diesmal habe ich bei jedem Übergang Spitzen bekommen.

Schließlich habe ich einen TLV2374 ausprobiert, was fantastisch ist, aber ich sehe immer noch die Spitze. Es ist kleiner aber immer noch da.

Ich versuche immer noch, das herauszufinden. Vielen Dank an alle für Ihre bisherige Hilfe!

Update 13. März

Es wurde versucht, den R2R-Ausgang mit einer R / 10 (1k) -Last gemäß @WhatRoughBeast-Kommentar unten zu messen. Jetzt sehe ich die Spitze! Scheint auch viel lauter zu sein ... was ich vorher bemerkt und versucht habe, mit 10uF Kondensatoren über die Stromschienen und die virtuelle Masse zu reparieren. Es "funktionierte" in dem Sinne, dass es das Rauschen reduzierte, aber es führte auch die Schwingung / das Klingeln ein, die ich erwähnte, als ich versuchte, eine kleine Kappe zu installieren, um den DAC-Ausgang zu glätten. All diese Dinge hängen offensichtlich zusammen, nur nicht sicher wie.

Übrigens habe ich den von @Brian Drummond vorgeschlagenen 100-Ohm-Widerstand ausprobiert, aber das resultierende Signal war so verschmiert und verrauscht, dass ich nicht sagen konnte, was los war.

Also, was gibt es hier zum Mitnehmen? Das Problem ist offensichtlich das MSB-Verhalten, das @WhatRoughBeast identifiziert hat. Es und das Rauschen scheinen sich mit mehr Strom durch das R2R-Netzwerk zu verschlechtern. Ich dachte, okay, puffere das R2R-Signal durch einen nicht invertierenden Operationsverstärker, bevor ich etwas anderes damit mache, aber wenn ich das mache, sehe ich auch die Spitze. Ist die einzige Lösung, um es herauszufiltern und sich keine Sorgen zu machen?

Was Sie sehen, ist eine Nichtübereinstimmung der Ein- / Ausschaltzeit der MSB im Vergleich zu den anderen Bits.

Stellen Sie sich für einen Moment vor, dies sei ein 8-Bit-DAC mit dem Code 01111111. Wenn der nächste Code 1000000 wäre, würden Sie einen gut erzogenen Schritt erhalten. Aber was passiert ist, dass die MSB intern etwas schneller reagiert als die anderen Bits. Dies bedeutet, dass der Übergang tatsächlich 0111111 zu 1111111 zu 10000000 ist. Der 11111111-Code bleibt nur für eine sehr kurze Zeit bestehen, aber während er dort ist, versucht die Ausgabe, den vollen Umfang zu erreichen. Da die Fehlanpassungszeit (als Bitversatz bezeichnet) nur für eine sehr kurze Zeit dauert, erhalten Sie nur einen relativ kleinen Impuls (üblicherweise als Störung bezeichnet). Dieser Effekt ist in Video-DACs tatsächlich sehr wichtig, da das Auge für solche Dinge sehr empfindlich ist und ein wichtiges Merkmal für Video-DAC die gesamte Glitch-Energie ist.

Das Problem, das Sie sehen, scheint von OpAmps zu stammen, wie Ihre Experimente gezeigt haben. Versuchen Sie, einen Widerstand in Reihe mit dem invertierenden Eingang des OpAmp zu schalten (dh zwischen dem gemeinsamen Knoten R1 / R2 / R3 / R4 und dem invertierenden Eingang. Verwenden Sie zum Starten etwa 10 KB. Sie können dem nicht invertierenden Eingang einen weiteren hinzufügen Wenn Sie sich für den Offset am Ausgang interessieren.