关于运放失效及损坏，困了我半年了，求众大神发表帮忙

半年前做了一个电机调速器，调速信号为-5V 到 +5V，对应负的全速到正的全速；
​整体思路是:    MCU->SPI->DAC8568（0-5V）->2*OPA4188(-5V  -  +5V)，电路图驱动部分如图1，
​整体没有什么太大问题，理论仿真都是对的，仿真就是那个运放那一块时好时坏，一直稳定必须下来，我都抑郁半年了！
​我不是搞专业搞模拟电子的，麻烦各位大神给琢磨琢磨；
​
​图1是主要电路图，功能就是实现单片机+DA实现输出8路0-5V，这一部分没问题；
​左半部分是用OPA4188运放，将DA的其中4路转换为(-5V  到 +5V)，看起来有点复杂，其简图如图2；
​OPA4188采用双电源供电，其输出与输入主要为主要由参考电压及R4，R3决定；
​理论仿真都说得通的，但是我焊接过好几块，后来都断断续续出现了问题，
​1、总是会出现运放紊乱了，具体现象为，输入输出已经不再理论推导的范围内，完全是随机乱的，下面是测过的几组数据
​    a:输入2.5V，输出-6V；输入5V，输出5V；输入0V，输出-12V；
​    b:输入2.5V，输出0.87V；输入5V，输出3V；输入0V，输出-1.8V；​
​    c:输入2.5V，输出-12V；输入5V，输出5V；输入0V，输出-12V；
​    d:输入2.5V，输出-3.5V；输入5V，输出3.55V；输入0V，输出-9V；
​    我一共2片OPA芯片运放八路，上次我测出来4路是上面那样完全比例是乱的，但是其它的4路是好的，具体是那一路都是随机的，
​
​2、还会出现运放失效，现象及时无论输入信号怎么变化，输出信号就一直是-12V，也是随机出现在某一路或者几路上；

​    总结1、2：  上面两种情况都是，后来出现的，就是说我一开始还是能够正常工作的，然后过几天就再测试就坏了几路，同一块芯片也也会出现某几路是正常的，某几路就是乱的，或者失效，芯片均没有发烫；
​
​3、也出现过好多次，焊接好测试一开始就发烫​，输出端基本恒定往-12V靠，芯片很烫有胶味，而且OPA的IN+，也就是信号输入端的电压也是乱的，接在DA输出通道上，压根不随着DA输出改变，反而把DA输出的电压乱拉，出现过有-0.5V左右的样子；
​
​我自我感觉，是PCB布版问题不大，因为前面一块是一直能正常使用的，然后又一次被我电源插反烧了，后面再焊接就再也没有焊接出一块稳定的板子来，感觉肯定是原理图设计有问题，OPA运放的使用需要注意很多问题，或许是哪些地方没有考虑到；但是原理图又貌似没有问题，毕竟前面有一块是一直能用的。这个问题问题困了我太久了，在网上都不知道怎么收索问别人，所以请大神们都指点指点，猜一猜我这个问题究竟出在哪里？我搞定以后一定结贴把成果分享给大家；
​
最新上传了4张波形图，其中可以看出，DAC输出的8个通道波形与电源基本一致，能够正常输出的OPA通道的波形与输入信号（DA输出）基本一致，但是OPA输出偏移的通道的波形就产生了有类似正弦波的样子，应该是输出振荡了，我两块板子16个通道（焊接的东西都相同），6个是正常输出，10个是输出偏移（且波形与输入信号不一致，为正弦波的样子）；除了输出振荡，我觉得电源和输入信号的波形也不正常，但是好像没有影响线性放大；请大侠出点意见，如何消除输出震荡；

谢谢
​给大家拜个早年！




​

我觉得你的电路设计没有问题, 但计算参数有问题.
我计算的结果是: R4=R3= 10K
另外还有负载的因素不能不考虑, 但电源电压还有不小的余量, 估计问题不大.

还会出现运放失效，现象及时无论输入信号怎么变化，输出信号就一直是-12V，也是随机出现在某一路或者几路上；明眼的一看, 就能感觉到运放工作在比较模式了, 这种情况的可能性最大的是:  R3 断开了, 检查一下焊接情况吧

airwill 发表于 2015-1-15 11:16
我觉得你的电路设计没有问题, 但计算参数有问题.
我计算的结果是: R4=R3= 10K
另外还有负载的因素不能不考 ...

感谢版主回复
关于您说的第一点，我是按照10K 10K焊接的，给出的简图是另外比例（输入信号是0-2.5V，参考信号是2.5V，所以按照10K，20K这样，也可以输出-5V  - +5V了），但是原理相同的；
我的设计图是要把这个输出信号接入金升阳的信号隔离模块的，所以也不算直接接在电机驱动端的；
另外，我测试的时候，也都没有接入信号隔离模块，只是有电压表示波器接在输出端看波形，但是都是不对的；
您解释的，输出信号不变这个我回去查一查给出回复，
不知道您对我出现的第一种情况，可有高见！
谢谢

要不就是芯片坏了, 要不就是没有焊接好, 短路虚焊和漏电, 要不就是器件弄错了.

仿真跟实际的还是有差别的，搭个电路的试试的吧。

smilingangel 发表于 2015-1-18 20:42
仿真跟实际的还是有差别的，搭个电路的试试的吧。

板子都开出来半年了，一直就是不稳定 ，老是出现乱偏移等现象，比如0-5V本来应该是对应-5V   ->   5V
但是经常测出来就是-6.3V ->  5V或者更离谱的-10.3V   ->   3.8V
然而IN-的电压一直与IN+跟随的很好，虚短感觉已经实现了，就是输出端压根不按照比例公式输出就无语了！

DA代码和输出值不对称。
你电路就是这样设计的。

有自激现象！…在输入回路！而且大到使输出失调！…
  其次、换几家生产的芯片试试(排除芯片产生的可能)！
  焊完芯片后不要立马上电测试…(冷却)
  加强电路级间退藕！

玄德 发表于 2015-1-19 13:14
DA代码和输出值不对称。
你电路就是这样设计的。

感谢您的回复
不知你所说的不对称是什么意思！
目前，我单片机已经能够操作DA输出0-5V了，而且精度相当好，问题出在后面的运放上；
运放设计是把0-5V变成0V -> -5V，但是老是不定的哪路就会出现偏移。
我现在手里焊了两块，一块是8路都不对，一块是，只有两路不对；
今天测试结果：
先说两路坏的那块：
前几天有一路出现了偏移现象，后来把简图里的150PF电容去除以后，又慢慢回归正常；
今天早上又坏了一路，上电的时候输入2.5V，先是显示0.3V，过半个小时再去测就成了1.5V，然后调节输入端（即IN+），反向端电压跟随一致（即IN-脚电位始终与IN+相等），输出端也变化，但是对应关系都偏移了很多；
然后断电，过了半小时，再上电，输入2.5V，又输出
先说八路都坏了的那块，早上测的时候，八路都偏移了，多往负的方向偏移，比如：

玄德 发表于 2015-1-19 13:14
DA代码和输出值不对称。
你电路就是这样设计的。

感谢您的回复
不知你所说的不对称是什么意思！
目前，我单片机已经能够操作DA输出0-5V了，而且精度相当好，问题出在后面的运放上；
运放设计是把0-5V变成0V -> -5V，但是老是不定的哪路就会出现偏移。
我现在手里焊了两块，一块是8路都不对，一块是，只有两路不对；

今天测试结果：
    先说两路坏的那块：
    前几天有一路出现了偏移现象，后来把简图里的150PF电容去除以后，又慢慢回归正常；
    今天早上又坏了一路，上电的时候输入2.5V，先是显示0.3V，过半个小时再去测就成了1.5V，然后调节输入端（即IN+

），反向端电压跟随一致（即IN-脚电位始终与IN+相等），输出端也变化，但是对应关系都偏移了很多；
    然后断电，过了半小时，再上电，输入2.5V，又输出0.3V左右，过一会儿，有变为大概1.4V的样子；
    最后，我索性烫掉了简图里的150PF电容，居然又慢慢恢复正常了，刚开始是2.5V输出0.05V，后来慢慢变为了0.01-

0.02V，已经很理想了，其余没有去掉电容的6路，一直都是好好的，目前为止；

    再说八路都坏了的那块：
    早上测的时候，八路都偏移了。比如：0V对应9.3V,2.5V对应-2.3V，5V对应5V；多往负的方向偏移，也有少数是往正的

方向偏移；
    我也试过，把偏的严重的一路，直接短接那个75欧姆的电阻，去掉那个150PF的电容，结果好像并没有什么改观；
    但是，我把这个板子断掉，休息了几个小时，再上电全部输入2.5V，被我改过的哪路输出0.25V，其余7路都输出接近0V

，偏差0.02之间，感觉又满血复活了，真奇怪，但是过了半小时过去，就慢慢骗掉了，0点就一路接着一路不对了；
    测试过程中，IN-电压一直跟着IN+电压保持一直，就是输出端是乱的，我也怀疑过是不是反馈电阻坏了，简图中的R3，

换掉了，结果也没有改观；

啰啰嗦嗦说了这么多，大哥要是有兴趣要是感兴趣的话，就把您的疑点继续提出来，给点改进的意见，我测试通过后会反馈

给大家的；
谢谢您；

推导一下输入与输出的关系，我在别的坛说过。

我这里推导：
按你的简图，有：（ Ref - Ui ）/ R4 = ( Ui - Uo ) / R3
最后得：Uo = 3Ui - 2Ref

那么，Ui = 0 ~ 5 v，你自己算，对应 Uo 是多少？

jjeemm77 发表于 2015-1-19 14:05
有自激现象！…在输入回路！而且大到使输出失调！…
  其次、换几家生产的芯片试试(排除芯片产生的可能)！
...

感谢您的回复！
大哥，根据我的图纸，最有可能产生自激的会是哪里？应该如何确定，又改如何去除！
还有您所说的退藕应该如何做，实在输入端加电容么？多大啊？

最后，大哥要是有时间的话，麻烦看看10楼我回复7楼的测试现象，请大哥再给诊断诊断，给你建议；
谢谢你；

(PS：大家注意，简图2里的20K应该是10K，这样比例才是对的，给错了；   还有就是，我又上传了一些图纸资料，可以更清楚的表达我的问题，方便各位DOC来诊断)

玄德 发表于 2015-1-19 20:22
推导一下输入与输出的关系，我在别的坛说过。

我这里推导：

哦，关于这个问题，我焊接的时候是按着，参考电压10K,  10K焊接的，是图纸给错了，上传的时候有点仓促，
那是另外一种比例运放的，

玄德 发表于 2015-1-19 20:22
推导一下输入与输出的关系，我在别的坛说过。

我这里推导：

图片2已经更新了，感谢您的指导！
您应该就是OPENEDV的哪位大哥吧，签名都一样！嘿嘿
感谢你！

如果 R3 = R4，那应当没问题。

示波器看运放输出端，有没有类似正弦波形？有，就是自激。

现在这情况，理论没错，实际有错；那往往是图纸和实物不一致。
比如，R3 到底是 10K 还是 20K，有没有虚焊，芯片型号错了，实物装反了，等等，这些现场问题。

再不行，重拿板子，只装一个运放，用稳压电源代替 DA，实验。

玄德 发表于 2015-1-19 20:33
如果 R3 = R4，那应当没问题。

示波器看运放输出端，有没有类似正弦波形？有，就是自激。

谢谢玄德

我最新上传了我的电源供给图，
我个人觉得可能会有疑点的地方，
一是+-12V偏差比较多，相对于地的话，不是太对称；
2是我的-12V的获取是用的金升阳的DCDC，按照图纸来，我加了很多电感，而+12V却一个电感都没有，这一点会不会导致两路电源的感抗差异太多，而导致运放出了问题！

这个我就不懂了！
谢谢

玄德 发表于 2015-1-19 20:33
如果 R3 = R4，那应当没问题。

示波器看运放输出端，有没有类似正弦波形？有，就是自激。

你说的型号拿错，实物放反，焊错，这些都可排除；
我明天再拿个空板子试试，不加DA的情况；

不知道你哪里买的运放？这种高端运放，谨防假货。

75欧和150p，都可以去掉。电容直接拆掉，电阻短接。尤其这个75欧，有害无益。

电源的对称性，感觉问题不大。但纹波一定要小。

玄德 发表于 2015-1-19 20:55
不知道你哪里买的运放？这种高端运放，谨防假货。

75欧和150p，都可以去掉。电容直接拆掉，电阻短接。尤 ...

OK，您对我刚上传的图6电源供应，关于正负不对称和负极高感抗这点，觉得会是疑点么？