识别运算放大器输出中的周期性伪像的来源

我的MAX44251双运放在输出端有一个很小的无用131KHz周期性伪像，似乎与配置无关。

我的假设是EMI，但在电路的任何其他部分都看不到131KHz信号。我还在多个建筑物，多个探头，所有其他电子设备都关闭且被箔屏蔽物包围的环境中进行了测试。

我应该如何删除它？我想至少实现一个噪声低于1mV的电压跟随器。

现在，它的配置非常简单：

^{模拟此电路 –使用CircuitLab创建的原理图}

旁路盖在底部接地层上。通孔是手工焊接的。

我已经通过安捷伦10X无源探头（很难看到）和如下所示的探头观察到了这种效果，我可以使用它一直放大到2mv / div。最初观察到是因为将输出馈送到比较器，并且比较器输出指示输入信号幅度>所需的2mV。

波形是周期性的，但是有点奇怪。这是从不同角度看的几张照片：

200 ns停止

50 ns自由运行

20 ns自由运行

10 ns停止

我真的无法确定这是否实际上是数据表中描述的症状：

请注意，在65kHz处，有一个超过的尖峰-几乎是您观察到的噪声频率的一半；但是，它们无法表征高达131.5kHz的频率。$30 \frac{\text{nV}}{\sqrt{\text{Hz}}}$

我应该如何删除它？我想至少实现一个噪声低于1mV的电压跟随器。

如果您只需要一个低带宽电压跟随器：使用一个低通滤波器。

如果您需要高达65 kHz或更高的信号：RLC陷波（带阻）可能效果最好；在我最喜欢的无源滤波器设计工具上进行的快速懒惰设计产生了R =0.16Ω，L = 1µH，C = 1.5µF（可能的配置）。

请注意，您可以尝试在电压跟随器的反馈分支中使用反向电路（RLC带通;将（LC）与R交换）。

请注意，这是一个自动归零放大器（也称为斩波稳定器）-许多非常低失调的运算放大器通过定期采样输入失调并注入补偿失调来抵消前端的漂移而工作。为此，在运算放大器中有一个振荡器，在输入端还有一组模拟开关。这可能导致时钟直通到输出以及在输入引脚上注入电荷。

假定此设备使用131kHz作为开关频率。

我找不到关于Maxim部分的任何详细信息，但以下是一些类似于Analog Devices的信息：

ADI公司的零漂移运算放大器

如果您确实需要低失调和漂移，那么它们是最适合使用的设备类型-您可能需要限制带宽并过滤掉时钟。

自动归零的带宽足以涵盖CMOS运算放大器中的1 / f噪声，因此对于低于1kHz的频率（在CMOS运算放大器往往会出现问题的区域），它们可能是非常低的噪声。

如果您无法滤除时钟噪声，请查看是否可以使用常规部件-它们通常会有较差的漂移和偏移性能，但您可以获得的偏移优于100uV偏移。您可能还必须权衡输入偏置电流，因为对于该参数，双极性输入放大器通常比CMOS更好。双极性通常也较低。

我对类似的凌力尔特器件（LTC2051）遇到的一个相关问题是，当输出饱和时，自动归零电路可能需要很长时间才能从过载中恢复-GBW为许多MHz的器件要花费几毫秒的时间。这使其不适用于振荡器正常运行的任何应用，例如振荡器或阈值检测器。

我同意Marcus的观点，约130 kHz将是斩波器开关频率〜65 kHz的二次谐波。

降低运算放大器的“闭环带宽”可能会导致二次谐波（〜130 kHz）的幅度大于一次谐波（〜65 kHz），要解决此问题，正如Marcus所言，可以添加一个解决方案无源滤波器以过滤该噪声。

Art Kay发表了一篇文章“ 1 / f噪声和零漂移放大器 ”，该文章讨论了零漂移运算放大器中的噪声。

如果您想了解有关运算放大器噪声的更多信息，请查看TI Precision Labs for Noise。

没有答案，但是我可以告诉您如何获得灵感。

首先，我将尝试在芯片上焊接一个旁路帽。0603部件为100nF，并使用编织层连接到另一个引脚（用于低电感）。旁路电容位于相对较高的电感过孔之后，这可能会使它们对尖峰无效。峰值为131 kHz，但是频率成分要高得多，因此良好的旁路至关重要。

这可能会失败:-)。

然后，我将更换放大器：1. ADI公司制造了一些非常低失调的放大器。偏移量不如自动归零放大器低，但请检查一下。这些要贵一些，所以请对照您的预算和抵消要求。看一下AD8615和类似产品。唯一的问题是，对于大量消费品而言，这些产品的价格会有些昂贵。

2另外，请考虑使用毛刺棕色谱系的旧仪器双极运算放大器（现在为德州仪器）。在两个输入端使用相同的阻抗以消除偏置电流，并确保输入阻抗足够低，以使补偿电流无关紧要。与opa237类似。

3. 尝试使用另一种自动归零放大器，也许是具有扩频时钟的放大器。再次，看一下模拟设备的零件。

祝好运