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稳压管限伏电路负向振荡问题

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楼主
wajtmusic|  楼主 | 2009-3-27 12:15 | 只看该作者 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式
如电路图所示,在U102A的Uo输出端加上稳压管D100,D101使输出电压能够在-5.3V~+5.3V之间限伏,但是在调试过程中发现一个奇怪的现象,输出正向电压大于5.3V时,Uo输出正常,当输出小于-5.3V时,Uo输出会产生振荡,振荡频率大概为900K,峰峰值为280mv,不知道有谁遇到过这样的问题没有?该怎么解决?希望能有DX赐教。

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沙发
awey| | 2009-3-27 13:27 | 只看该作者

输出串联一个电阻再限幅

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wajtmusic|  楼主 | 2009-3-27 14:32 | 只看该作者

串联电阻有以下问题

电路设计时,Uo要求输出在-5V~+5V是线性的,假如输出接电阻,Uo在-5V~+5V输出时会出现非线性的区域。由于输出电压是给AD检测的,假如有非线性电压输出区域,就影响了AD的检测精度。现在主要是想弄清楚输出小于-5.3V时产生振荡的原因,然后想办法消除此振荡。

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tuwen| | 2009-3-28 10:10 | 只看该作者

可以串在反馈点的前面

用稳压二极管限幅(不是“限伏”),一般都要与限流电阻配合。如果担心影响AD精度,可以串在反馈点的前面。
另外,可以在R113并联一个小电容,试试看能否消除振荡。

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5
wajtmusic|  楼主 | 2009-3-30 12:08 | 只看该作者

串在反馈点前面?

在R113两端并上103的电容,无法消除振荡。在反馈点的前面串电阻,还是不明白该串在什么地方?能说得清楚点吗?

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6
awey| | 2009-3-30 12:17 | 只看该作者

就是运放1脚串个电阻再输出


这样就不存在你说的线性的问题

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7
wajtmusic|  楼主 | 2009-3-30 14:03 | 只看该作者

1教输出到直接到D100了吗

1教输出到直接到D100了吗?假如是这样的话会出现非线性区域啊。

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8
awey| | 2009-3-30 14:21 | 只看该作者

怎么还没明白?

1脚串一个电阻,再接其他的,这个电阻就当成是运放内部的。

哪来的非线性?

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9
wajtmusic|  楼主 | 2009-3-30 19:41 | 只看该作者

能否进一步解释一下

1脚串一个电阻后,再接R113端和稳压管端,运放输入低于-5.3V电压后确实运放输出不在振荡,稳压管其-5.3~+5.3V输出之间也是线性的。
awey,能解释一下原理吗?

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10
awey| | 2009-3-30 20:29 | 只看该作者

归功于运放的高增益和深度负反馈

串入的电阻包含在负反馈的环路里面,可以看成是运放的输出电阻。
而反馈电阻取样的是输出电阻后面的电压,这个电压成为反馈回路的源。

不过一两句话真的很难和你说明白,靠你自己慢慢理解。

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11
wajtmusic|  楼主 | 2009-3-31 10:25 | 只看该作者

昨天误测了,其实还是振荡的

昨天示波器表笔接触不好。导致误测,现在测量运放输出还是振荡的,一脚串的是100欧姆的电阻。awey,还有招吗?

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12
gangcheng| | 2009-3-31 17:17 | 只看该作者

说了那么多都没说到点子上,你把3脚接地再测看看

看图第三脚的电压应该是6V,这样的话输出之后在0-12V之间出现,-5.3V时根本没输出,你测试的280mv也不会是振荡,幅度不会这么小。

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13
seekfor| | 2009-3-31 17:28 | 只看该作者

和那个运放接电容产生震荡的原因一样:输出短路,无负反馈

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14
wajtmusic|  楼主 | 2009-3-31 17:44 | 只看该作者

to gangcheng and seekfor

gangcheng:
3教输入的是可变的电压啊,电路其实是一个加法器,接法是正确的,假如3脚输入小于-0.3V电压时,运放就会输出小于-5.3V的电压了,这是电路产生的280mv的振荡会影响整个电路的供电系统,会是供电电源的纹波加大到接近280mv,这个振幅对电源产生的干扰已经很大了。
seekfor:
原因我已经知道了,现在是希望有有办法消除这个振荡,使它不会影响供电电源,而且要使运放在-5.3V~+5.3V输出时电压是线性的。

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15
赤铸| | 2009-3-31 20:22 | 只看该作者

楼主太高看稳压管了

教科书电路直接拿来用,还提出了精度、稳定性两个要求,看似要求不高,就如同女孩找对象要求既有钱又有形。单个都不难,放一起,实在难为那两个稳压管了。

这个电路至少有两**烦:

麻烦一:电流损耗。极端条件下, 不加稳压管输出约-11V, 串100ohm电阻接5V稳压管, 输出电流约70mA, 虽然实际早被运放限流, 但反正电流不小

麻烦二:自激振荡。俺N早就在这里普及,稳压管同时也是电容器,直接跟电容,非特殊设计的运放都容易自激。

串100ohm电阻可以避免自激,但应该串在反馈环外!串在环内,照样是闭环系统直接跟电容,有些低速运放“凑巧”可以,但 LF412 可是脾气比较坏的老运放!

但这就跟直流精度矛盾了。如果电阻串在环内,必须在1、2脚间加几十上百皮法补偿电容。

比较“现代”的办法:用 rail-to-rail 运放,跟 A/D 用同一电源。

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祖平| | 2009-3-31 21:46 | 只看该作者

说的好!

这就说到点子上了!这就是运放的容性负载。

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17
iC921| | 2009-4-1 00:13 | 只看该作者

超过稳压管的电压后,放大器相当于输出短路

楼主看着办吧

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18
quakegod| | 2009-4-1 23:55 | 只看该作者

LZ,能不能把你的那个图处理一下再发上来啊

大家,

这么一个简单的图,居然有2.9MB之巨,偶是10M的光纤,打开都用了10来秒的时间。不但大家打开慢,也严重增大了服务器的负荷,
感情,名字叫JPG,实际上是一个BMP来着,
像这样的图,存成GIF最合适。
自然景物的图,存成JPG, 

看偶下面把那个图片处理一下,再发上来,更原来的效果完全一样,图片只有4K大小,只相当于原来图片大小的600多分之1.

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19
wajtmusic|  楼主 | 2009-4-2 13:14 | 只看该作者

楼上果然高手。

哈哈,图片是怎么来着的都被你猜中了。
这个电路要想保证线性度和稳定性,又能起到限伏效果,其实办法有两个:
一是在输入端设置一个嵌位二极管,使输入不低于-0.3V,这样输出就不会小于-5.3V,输出就不会振荡了。
二是运放供电电压改为5V的,这样稳压管都可以省掉了,但是使用LF412是不行的,请问有谁能提供一个合适的rail-to-rail 运放吗?

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20
gaohuating| | 2010-7-16 14:09 | 只看该作者
OP296就是一个rail-to-rail的运放

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