安森美功率运放NCV0372BDWR2G输出波形失真

登录 · 发表于 2017-5-8 10:53

运放的输入为旋变解码芯片AD2S1205的输出信号，Vref_ADI也是解码芯片的输出参考电压，运放的输出信号为旋转变压器的激励信号，发现输出的激励信号有非周期性的失真，具体的原理图和电压波形如下，请教高手指点，非常感谢！！！
2通道为输入Exc+_Sig to Exc-_Sig 信号， 4通道为EXC+to EXC-信号

发表于 2017-5-8 12:19

建议 LZ 先确定故障源。检查下列各点：
1. 旋转变压器工作是否异常；
2. AD2S1205 获得的位置、速度的信号是否异常；
3. 运放同相输入端和反相输入端信号是否异常。

第一个失真波形表明，正弦波形正常，但有一个负向的干扰脉冲使得其直流电平下移。
因此，需要特别检查运放输入端的信号，查找负向干扰脉冲的来源。

发表于 2017-5-8 12:23

所有的检查，第一步是电源。

需要确保电源都正常的情况下再检查电路的其它各个部分。

发表于 2017-5-8 12:33

旋转变压器通常用于检测角度位置，而非用于拖动。

建议 LZ 看看这里的芯片是否有合适的：
Angle Position Sensor ICs

发表于 2017-5-8 13:24

感谢Jack315的回复，所有的信号包括电源看了都是正常的，我们开始用的是AD推荐的运放AD8397ARZ，信号正常，但是AD8397ARZ发热特别大，上电后不久就到了85度，已经工作在它的最高工作点，所以就换成了安森美的这个功率运放，然后发现出现这种非周期性的波形不正常，有点不明白问题出在那里， AD8397ARZ是轨到轨的，安森美的NCV0372BDWR2G不是，不知道这个是不是一个原因。。。。。

发表于 2017-5-8 13:50

郁金香sylfms 发表于 2017-5-8 13:24
感谢Jack315的回复，所有的信号包括电源看了都是正常的，我们开始用的是AD推荐的运放AD8397ARZ，信号正常， ...

两路信号一路正常，一路异常表明怀疑的重点应放在电源和 AD2S1205 上。
故障源在大功率功放和旋转变压器的可能性要相对要小一些。

建议 LZ 继续做下列测试：

1. 拿 5～10 套电路板（Onsemi 的运放）和旋转变压器，检查是否都有同样的异常现象。

2. 对有异常的电路板，用示波器分别检查运放的电源、参考电压和输入信号。
检查时需和运放的输出一起观察，即输出和电源一组、输出和参考电压一组、输出和输入信号一组，一共三组。
每组波形都要能看到异常的输出波形。然后把三组波形晒出来看看。

发表于 2017-5-8 13:52

另外一个问题是运放的输出功率驱动旋转变压器是否有足够的余量？

发表于 2017-5-8 15:11

失真处发生在波峰，明显是信号幅度过大，运放进入非线性工作状态了！

发表于 2017-5-8 15:49

xukun977 发表于 2017-5-8 15:11
失真处发生在波峰，明显是信号幅度过大，运放进入非线性工作状态了！

峰值在13.8v跟VCC15v 还有一点裕量，这个可以测试下，不过旋变要求激励信号是7Vrms, 所以降低的话就没有办法使用了

发表于 2017-5-8 15:55

Jack315 发表于 2017-5-8 13:50
两路信号一路正常，一路异常表明怀疑的重点应放在电源和 AD2S1205 上。
故障源在大功率功放 ...

两路信号都是差分信号，2通道是Exc+_sig to Exc-_sig, 4通道是EXC+ to EXC-, Vref_ADI信号是AD2S1205输出的参考电压2.5v，供电+15Vanalog与参考电压2.5v都是稳定的，也测试了好几个板子都有同样的问题，其他都不懂，只换掉运放，用AD8397ARZ之后信号完全正常，只是AD8397ARZ功率不够发热很大，上电一会就到了85度，安森美的NCV0372BDWR2G这款是功率运放

发表于 2017-5-8 16:07

郁金香sylfms 发表于 2017-5-8 15:49
峰值在13.8v跟VCC15v 还有一点裕量，这个可以测试下，不过旋变要求激励信号是7Vrms, 所以降低的话就没有 ...

1.2V差不多是极限了，裕量没有了！

发表于 2017-5-8 16:16

输入级是PNP管，最低输入电压可以是VEE，但最高输入电压最好不要超过VCC-1.5=15-1.5=13.5V！

发表于 2017-5-8 16:20

输入电压最高值放在极限值交界，碰到点干扰噪声就会咳嗽，于是出现非周期性湿疹！

发表于 2017-5-8 16:20

xukun977 发表于 2017-5-8 16:16
输入级是PNP管，最低输入电压可以是VEE，但最高输入电压最好不要超过VCC-1.5=15-1.5=13.5V！
...

有道理，刚把26.1k 换成20k,测试看看结果

登录 · 发表于 2017-5-8 16:42

xukun977 发表于 2017-5-8 16:16
输入级是PNP管，最低输入电压可以是VEE，但最高输入电压最好不要超过VCC-1.5=15-1.5=13.5V！
...

改了电阻后电压峰峰只11v，仍然出现问题，不过应该不是幅度的问题，因为最高值只有6~7v，之前的13.8v是差分信号的峰到峰值，问题应该不在幅值

发表于 2017-5-8 17:22

按检查结果，外围信号无异常，唯一不同之处在于运放。

检查两款运放，发现其动态特性相差巨大。
压摆率：53 V/us VS 1.4 V/us
单位增益带宽：69 MHz VS 1.4 MHz

LZ 觉得这会不会是原因呢？

发表于 2017-5-8 17:22

郁金香sylfms 发表于 2017-5-8 16:42
改了电阻后电压峰峰只11v，仍然出现问题，不过应该不是幅度的问题，因为最高值只有6~7v，之前的13.8v是 ...

直接看那几个关键点电压波形(包括参考电压)！不要看差分！波形处理很烦人！

发表于 2017-5-8 17:33

本帖最后由 xukun977 于 2017-5-8 17:38 编辑

懂点维修技术，不只是家电维修工干的是，只要是硬件工程师都该懂点！
像这个简单电路故障排查，实际上不需要多少专业知识，因为目标仅仅是确定确定故障点。
首先是故障区切割，大不了把单片机和运放分开测，运放输入信号改用信号发生器，从低频到高频，从小幅度到大幅度慢慢试，运放部分很快就能搞定！当然用方波测试来的更快！运放有什么病差不多都能看出来！

发表于 2017-5-9 09:25

Jack315 发表于 2017-5-8 17:22
按检查结果，外围信号无异常，唯一不同之处在于运放。

检查两款运放，发现其动态特性相差巨大。

有可能，SR太低了

发表于 2017-5-9 09:33

Jack315 发表于 2017-5-8 17:22
按检查结果，外围信号无异常，唯一不同之处在于运放。

检查两款运放，发现其动态特性相差巨大。

算了下，频率10khz, 14v的峰峰值 1.4v/us也是有裕量的

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