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运放输出信号自激问题

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楼主: zilanwy
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zilanwy 发表于 2019-4-2 11:47
十分感谢!先是大概看了一遍这个贴子,十分完美,正好适合我这种啥都不懂的,就是感觉我还不如陌上的水平 ...

Matlab 也有符号运算功能,有兴趣的话可以尝试一下。

至于整个(放大器)系统,用 Simulink 进行仿真、优化可能更方便一些。

电路有两路,猜是一样的结构(?),看看是否也有这个问题。

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zilanwy|  楼主 | 2019-4-2 13:50 | 只看该作者
xch 发表于 2019-4-2 12:24
你的反馈电阻是10k,并联了100pf电容阻抗在2.4mhz 时只有660ohm。放大倍数下降了10几倍,看起来波形也会 ...

嗯嗯,谢谢,这样理解就是相当于在2.4MHz的时候波形被抑制了。
哪这个2.4MHz的信号怎么产生的呢,我的板子上好多这种信号处理电路,基本上都存在这个问题,具有共性。

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zilanwy|  楼主 | 2019-4-2 13:52 | 只看该作者
本帖最后由 zilanwy 于 2019-4-2 14:13 编辑
Jack315 发表于 2019-4-2 12:40
Matlab 也有符号运算功能,有兴趣的话可以尝试一下。

至于整个(放大器)系统,用 Simulink 进行仿真、 ...

整个线路板上类似的电路好多路,有的用的是两级运放,有的三级,但是没加电容的,输出均有这个问题。另外:National Instruments这个仿真软件可以不。
下图中第二级输出均有问题。


微信图片_20190402140222.jpg (359.26 KB )

微信图片_20190402140222.jpg

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zilanwy|  楼主 | 2019-4-2 14:12 | 只看该作者
king5555 发表于 2019-4-2 13:11
看起來像R167连到IN4+的电阻誤配成很大的电阻值。

5555大佬,电阻我测试过了,4.989K,没问题的

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Jack315| | 2019-4-2 15:43 | 只看该作者
zilanwy 发表于 2019-4-2 13:52
整个线路板上类似的电路好多路,有的用的是两级运放,有的三级,但是没加电容的,输出均有这个问题。另外 ...

第一级是个低通滤波器。
在顶楼的图中,最后一级是反相器。由此可能使得相位上满足了自激的条件……

试试接成跟随器,看是否解决问题。
如果还是这样,只能等行家来剖析了。

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zilanwy|  楼主 | 2019-4-2 15:46 | 只看该作者
Jack315 发表于 2019-4-2 15:43
第一级是个低通滤波器。
在顶楼的图中,最后一级是反相器。由此可能使得相位上满足了自激的条件……

看了你的那个贴子,你就是行家啊。现在问题解决方法已经有了,我是在寻找问题的根源,然后和大佬们交流一下,学习点知识。

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yanwen217| | 2019-4-2 15:57 | 只看该作者
zilanwy 发表于 2019-4-2 15:46
看了你的那个贴子,你就是行家啊。现在问题解决方法已经有了,我是在寻找问题的根源,然后和大佬们交流一 ...

这个要找根源比较难,因为影响因素太多,干扰、串扰、电源退耦、走线分布电容、运放自身输入电容、输出阻抗、相位裕度等等,都有可能造成影响。
一般设计时,反馈臂最好预留并一个电容的位置,就是为了预防这个现象。

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zilanwy|  楼主 | 2019-4-2 16:03 | 只看该作者
yanwen217 发表于 2019-4-2 15:57
这个要找根源比较难,因为影响因素太多,干扰、串扰、电源退耦、走线分布电容、运放自身输入电容、输出阻 ...

借此机会,看看能不能通过JACK315大佬的帖子算出来,毕竟如果设计的时候能了解到电路的稳定性最好,经验让我变成了应用工程师,尴尬

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yanwen217| | 2019-4-2 16:09 | 只看该作者
zilanwy 发表于 2019-4-2 16:03
借此机会,看看能不能通过JACK315大佬的帖子算出来,毕竟如果设计的时候能了解到电路的稳定性最好,经验 ...

就是工程数学里所讲的那种,定量计算、定性分析
不同的PCB走线下是难以计算的

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zilanwy|  楼主 | 2019-4-2 16:14 | 只看该作者
yanwen217 发表于 2019-4-2 16:09
就是工程数学里所讲的那种,定量计算、定性分析
不同的PCB走线下是难以计算的 ...

说实话,现在我都不知道怎么下结论,现在确定不是自激这种情况吗?还有就是自激在没有输入的时候就一定有输出吗?我还是想再看一下,大概下个确定的结论,至于JACK315大佬的那个理论计算我只能下来慢慢学,牵扯到的东西太多,我估计结贴前做不出来,总有种尴尬的感觉。

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Jack315| | 2019-4-2 18:23 | 只看该作者
zilanwy 发表于 2019-4-2 15:46
看了你的那个贴子,你就是行家啊。现在问题解决方法已经有了,我是在寻找问题的根源,然后和大佬们交流一 ...

@gmchen 是真正的行家。这一块有很深的功底。
无论理论和实践,大部分人难以企及。

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xch| | 2019-4-2 23:01 | 只看该作者
zilanwy 发表于 2019-4-2 13:50
嗯嗯,谢谢,这样理解就是相当于在2.4MHz的时候波形被抑制了。
哪这个2.4MHz的信号怎么产生的呢,我的板 ...

可能你的示波器探头地线断了

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1280486281| | 2019-4-3 09:04 | 只看该作者
看看,学习一下

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zilanwy|  楼主 | 2019-4-3 09:21 | 只看该作者

没啥好学的,只有一点点实际经验,反馈回路设计的时候留个电容的位置,设计电路图时如果不能撑控全部,那就想的全面点,给自己留条后路。

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zilanwy|  楼主 | 2019-4-3 09:26 | 只看该作者
Jack315 发表于 2019-4-2 18:23
@gmchen 是真正的行家。这一块有很深的功底。
无论理论和实践,大部分人难以企及。 ...

我觉得我的电路图还不需要G大佬这样的大神吧,,,,,,感觉这图对G大佬太简单了

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玄德| | 2019-4-3 14:25 | 只看该作者

这就是自激。6楼所描述的现象就是自激的典型特征。

28楼分析的原因很全面。再想深入下去,就不好办了。

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zilanwy|  楼主 | 2019-4-3 14:32 | 只看该作者
玄德 发表于 2019-4-3 14:25
这就是自激。6楼所描述的现象就是自激的典型特征。

28楼分析的原因很全面。再想深入下去,就不好办了。

谢谢。正好借您的话算是结个贴。个人总结:输出信号在50Hz的正弦波上叠加的2.4MHz的正弦信号为运放特定频率自激引起的。增加反馈电容破坏了自激条件,所以输出正常。至于如何分析原因,如有兴趣可以按照Jack315大佬提的帖子里的算法去理论计算一下,我还在学习怎么算,有心得的朋友可以在帖子里交流一下。谢谢大家!

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gmchen| | 2019-4-3 19:45 | 只看该作者
zilanwy 发表于 2019-4-3 09:26
我觉得我的电路图还不需要G大佬这样的大神吧,,,,,,感觉这图对G大佬太简单了 ...

呵呵,我前些日子没在家,今天刚刚回家,就看到这个帖子提到了我。JACK315将我神化了,当不起。
其实,15楼XMAR的回复是很有见地的。我在做第一个放大器时,也曾遇到与楼主相同的问题,最后的实验结果就是,这种自激确实与几个放大器在同一个芯片上有关!当时的实验方法很简单:就是将完全相同的电路用多个芯片(单运放或者双运放)实现,结果就不再振荡了。
这里的耦合有两个途径:
一个是公共的电源与地线,解决的办法是加强退耦,注意退耦不仅仅是加大退耦电容,退耦电容在电路中的实际位置可能更重要,应该将退耦电容尽可能靠近芯片的引脚,退耦电容的接地也要仔细考虑。
第二个是芯片内部的耦合,就是所谓的串扰,信号频率越高这种串扰越严重。
针对楼主的这个电路,减少放大级数是一个最合适的方法。

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zilanwy|  楼主 | 2019-4-4 09:54 | 只看该作者
gmchen 发表于 2019-4-3 19:45
呵呵,我前些日子没在家,今天刚刚回家,就看到这个帖子提到了我。JACK315将我神化了,当不起。
其实,15 ...

谢谢G大佬回复,昨天用Multism仿真了一下,幅频特性曲线一直不到0DB,不晓得啥原因啊。。。

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Jack315| | 2019-4-4 10:58 | 只看该作者
gmchen 发表于 2019-4-3 19:45
呵呵,我前些日子没在家,今天刚刚回家,就看到这个帖子提到了我。JACK315将我神化了,当不起。
其实,15 ...

认出真正的行家,偶还是略有眼力的

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