Stabilität der Rückkopplungsschleife des Chopper-Verstärkers

Ich habe eine Frage zur Stabilität eines Stromkreises, den ich bauen möchte. Dies ist eine spannungsgesteuerte Stromquelle, wobei der IN-AMP verwendet wird, um den Strom durch Rsns zu erfassen und dem Operationsverstärker eine Rückmeldung zu geben. Ich versuche, einen programmierbaren Instrumentenverstärker zu verwenden, und es stellt sich heraus, dass die meisten, die meinen Anforderungen entsprechen, Chopper-Verstärker sind.

So wie ich es verstehe, bedeutet dies jedoch, dass es eine gewisse Verzögerung geben wird, wenn sich der Strom durch Rsns ändert, bis sich die Kondensatoren im Chopper laden und entladen, und dann der Ausgang des Eingangsverstärkers geändert wird. Stimmt es, dass diese Verzögerung zu Schwingungen führt? (Ich habe die Teile noch nicht oder ich würde sie einfach aufbauen). Ist es im Allgemeinen eine schlechte Idee, Verzögerungselemente in eine Rückkopplungsschleife einzuführen, oder gibt es eine Möglichkeit, sie ohne Instabilität zu verwenden? Vielen Dank!

UPDATE: Für diejenigen, die ein Update wünschen: Ich habe diese Schaltung mit einem Vanille-Operationsverstärker und einem Instrumentenverstärker gebaut , wobei der Instrumentenverstärker eine Sinuswelle von G = 100, Vin = 1 Vpp bei 60 Hz, Rsns = 1R und ZL = 22R hat. und ich sehe mein 60-Hz-Signal, wenn Sie so wollen, "amplitudenmoduliert" bei einer Schwingungsfrequenz von 133 kHz. Hier ist die Oszilloskopspur über ZL.

Ja, Stabilität wird wahrscheinlich ein Problem sein, und die interne Konstruktion hat wenig damit zu tun. Die meisten (modernen) Chopper-Verstärker haben eine Bandbreite von vielen MHz und verhalten sich ähnlich wie normale Operationsverstärker oder In-Amps, abgesehen von wirklich unangenehmen Spitzen an den Eingängen und etwas Rauschen in der Nähe der Modulationsfrequenz.

Sie führen jedoch eine Verzögerung und mehr Verstärkung in die Rückkopplungsschleife ein, und beide führen tendenziell zu einer geringeren Phasenspanne und damit zu einer möglichen Instabilität. Wenn Sie die Verstärkung des Verstärkers niedrig halten und möglicherweise eine Kompensation einführen, sollten Sie in der Lage sein, dieses Konzept zum Laufen zu bringen.

Solange Sie das richtige Gerät auswählen, sollte es kein Problem geben.

Der Begriff Chopper-Verstärker ist nicht genau definiert und wird für eine Reihe verschiedener Topologien verwendet. Das Datenblatt sollte jedoch genügend Informationen enthalten, um eine Vorstellung davon zu bekommen, welche Topologie oder Methode für ein bestimmtes Gerät verwendet wurde.

Für die kontinuierliche Zeitsignalverarbeitung besteht ein Chopper-Verstärker (stabilisiert) normalerweise aus zwei Verstärkern. Der Hauptverstärker, der sich im Signalpfad befindet, und ein Nullverstärker, der dazu da ist, seinen eigenen Versatz und den Versatz des Hauptverstärkers zu behandeln.

Das Prinzip ist unten dargestellt:

Die Schaltung arbeitet in zwei Phasen, in einer Phase misst der Nullstellenverstärker seinen eigenen Versatz und speichert ihn im Kondensator A. Diese Spannung wird zum Nullstellenverstärker zurückgeführt und vom Verstärker verwendet, um seinen eigenen Versatz zu korrigieren. In einer zweiten Phase misst der nun fast versetzte freie Nullungsverstärker den Versatz des Hauptverstärkers und speichert erneut eine Spannung in einem zweiten Kondensator B, der den Versatz des Hauptverstärkers korrigiert.

Die Offsetkorrektur erfolgt mit einer modifizierten Eingangsstufe, die am Kompensationseingang eine geringe Verstärkung aufweist.

Idealerweise arbeitet diese Methode transparent und ist von außen nicht sichtbar. In der Praxis ist die Schaltfrequenz am Ausgang zu sehen, aber die Amplitude ist normalerweise sehr niedrig. Manchmal werden Spreizspektrum-Methoden verwendet, um die Spektralkomponenten über einen größeren Bereich zu verteilen.

Dies ist nur ein Prinzip, aber die anderen Methoden ähneln oft diesem.