Distorsione in uscita amplificatore da strumentazione con LM324N

[ElectricHydra]

Buongiorno.

 

Per un laboratorio universitario, ci è stato richiesto di realizzare un amplificatore da strumentazione usando un LM324N alimentato a 5 V (alimentazione singola). Allego lo schema del circuito da realizzare (Schema circuito.PNG).

La tensione V_ref ha lo scopo di garantire una dinamica di ingresso differenziale che includa anche tensioni negative (essendo l'LM324N ad alimentazione singola) ed è stata scelta = 1.7525 V (a metà della dinamica di uscita dell'LM324N con V_AL = 5 V).

Le resistenze sono state dimensionate come segue (per soddisfare le richieste del progetto): R1 = R3 = 4.7 kΩ, R2 = R4 = 5.6 kΩ, R5 = 100 kΩ, R6 = 56 kΩ, Ra = Rb = R = 15 kΩ.

 

Una delle richieste è di valutare la transcaratteristica dell'amplificatore con la modalità XY dell'oscilloscopio. Ho pertanto applicato all'ingresso 1 un'onda triangolare V1 di ampiezza 1 V, offset V_ref e frequenza 100 Hz (molto al di sotto della frequenza di taglio dell'amplificatore) ed all'ingresso 2 una tensione costante V2 = V_ref (l'offset di V1 ha lo scopo di mantenere il segnale all'interno della dinamica di ingresso di modo comune dell'LM324N). Il risultato ottenuto è quello previsto (vedi figura allegata - Lab02-5bis.PNG).

 

Il problema in oggetto emerge però invertendo gli ingressi V1 e V2: il segnale in uscita risulta estremamente distorto (vedi figura allegata - Lab02-6-5.PNG).

Ho provato a rifare tutti i collegamenti e sostituire l'integrato, ma la distorsione permane.

Da cosa è causata tale distorsione e come può essere risolta?

 

Grazie in anticipo!

Modificato: 9 novembre 2019 da ElectricHydra

[Livio Orsini]

12 minuti fa, ElectricHydra ha scritto:

Da cosa è causata tale distorsione e come può essere risolta?

 

Quella non è una distorsione ma è un innesco di oscillazione, quindi c'è una instabilità.

Modificato: 9 novembre 2019 da Livio Orsini

[ElectricHydra]

3 ore fa, Livio Orsini ha scritto:

Quella non è una distorsione ma è un innesco di oscillazione, quindi c'è una instabilità.

La ringrazio per la risposta!

Come si spiega però il fatto che questa instabilità si generi solo ad ingressi invertiti, senza modificare la topologia del circuito?

Inoltre, quale può essere la causa scatenante di tale instabilità?

[Livio Orsini]

13 ore fa, ElectricHydra ha scritto:

Come si spiega però il fatto che questa instabilità si generi solo ad ingressi invertiti,

 

perchè cambia la fase del segnale.

 

13 ore fa, ElectricHydra ha scritto:

quale può essere la causa scatenante di tale instabilità?

 

In genere  quel tipo di instabilità son dovute ad accopiamenti oppure, nel caso di comutazione, al guadagno.

 

Ma il fenomeno lo vedi in simulazione o lo riscontri sul circuito di prova?

Sostituisci lo scalercissimo 324 con un ampli un po' più prestante e le cose dovrebbero migliorare

Modificato: 10 novembre 2019 da Livio Orsini