Mystérieux bruit d'ampli op

J'ai un très bon ampli op ( AD8551 ) que j'utilise pour amplifier dynamiquement un très petit signal (gain 2x, 10x, 100x, 1000x).

Le problème est qu'il y a un niveau de bruit notable à un gain de 100x et 1000x, et il a une forme constante bizarre.

Si j'alimente le circuit avec une alimentation mal stabilisée et que je connecte l'entrée de l'amplificateur à GND, j'obtiens un grand niveau de bruit à 1000x comme on le voit dans l'image ci-dessous.

Si j'alimente le circuit avec une alimentation mieux stabilisée, le bruit est toujours présent à 1000x avec la même forme d'onde, mais une amplitude plus faible. Et peu importe quelle alimentation j'utilise, le bruit de forme étrange ne disparaît pas.

Étant donné que mon AD8551 a un PSSR de 130 dB, je pensais que le TL431 utilisé pour polariser l'entrée pouvait être en cause. J'ai donc laissé l'alimentation mal stabilisée pour l'ampli op et utilisé la meilleure pour le TL431, mais la sortie est la même. La stabilisation de la tension sur la résistance de la cathode du TL431 ne change rien.

L'image ci-dessous est une sortie échantillonnée par un microcontrôleur avec son ADC interne. Comme vous pouvez le voir à 1000x, la sortie oscille presque sur toute la plage. La raison pour laquelle 100x manque dans ce test est parce que j'ai remplacé le 1MΩ R21 par une résistance de 100KΩ et 1KΩ R66 par une 100Ω, ce qui donne une amplification de 1.1X, 2X 10X et 1000X. J'ai fait cela parce que je craignais que la résistance de rétroaction R21 soit trop grande pour polariser l'entrée négative de l'ampli op, même si le courant de polarisation d'entrée de l'AD8551 est évalué à 2nA max. Le changement a légèrement diminué l'amplitude du bruit.

Le Vcc doit-il être silencieux, même si le PSRR de l'ampli op est de 130 dB? Est-ce le biais d'entrée qui cause ces problèmes?

Je ne peux pas le comprendre, d'autant plus que je n'ai pas accès à un oscilloscope. Tout ce que j'ai, ce sont les lectures du microcontrôleur enregistrées sur une carte SD.

Ajoutez des capuchons de découplage d'alimentation à tous les circuits intégrés aussi près que possible de ses broches d'alimentation. Une bonne valeur est généralement de 100 nF, mais vous pouvez vérifier la fiche technique des différentes puces que vous avez utilisées. Économiser de l'argent en laissant les bouchons de découplage est un mauvais choix de conception. Les bouchons sont bon marché et le temps de dépannage / refonte est cher.

On dirait un bourdonnement. (Je suppose que les annotations sur le graphique montrent que vous modifiez le gain d'entrée pendant l'acquisition, de sorte que l'onde sinusoïdale n'est pas continue).

Maintenant, nous ne savons pas:

• la période de l'onde "sinus" observée
• le taux d'échantillonnage ADC
• votre fréquence secteur, mais vous le faites, vous pouvez donc déterminer si c'est une hypothèse possible.

Par exemple, si vous échantillonnez à 50 Hz dans un pays de 50 Hz et que vous voyez une fréquence inférieure à 0,5 Hz, il est probable que vous aliasez le ronflement du réseau jusqu'à la fréquence observée.

Et étant donné les entrées d'opamp à impédance d'entrée élevée, elles ressemblent à une cible pour le couplage électrostatique, plutôt que magnétique.

Maintenant, sur quelle entrée?

Si vous retirez le capteur et court-circuitez l'entrée à la masse, le bruit disparaît-il? Ensuite, la connexion du capteur doit être filtrée plus soigneusement. Ou vous avez besoin d'un amplificateur tampon au niveau du capteur pour réduire l'impédance de sortie du capteur.

Si le bruit persiste: réduisez R21 à 100k et R66 à 100 ohms. Cela at-il décuplé le bruit? Si c'est le cas, c'est l'entrée négative qui reprend. Il est plus probable que les deux entrées captent du bruit, car elles sont toutes les deux des points d'impédance assez élevés.

Vous pouvez réduire le ramassage électrostatique en filtrant: expérimentalement, entourez l'ampli avec du papier d'aluminium (et mettez le papier d'aluminium à la terre de l'ampli)

Bien que je ne puisse pas dire de vos intrigues ce qui se passe, je suggérerais ce qui suit.

Chaque fois que vous construisez un circuit amplificateur, tel que le vôtre, il est extrêmement sage de fournir un retour haute fréquence. Pour ce faire, placez un petit capuchon sur R21. 10 pF suffisent généralement. Cela créera une réponse passe-bas à Omega = 1 / (R21 * C), mais ce n'est généralement pas un problème.

Vous avez besoin de ce capuchon pour contrer la capacité parasite de la borne non inverseuse.