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为什么我设计的filterpro设计的滤波器实际测量的时候没有...

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本帖最后由 zjn42238218 于 2019-6-5 20:34 编辑

用filterpro desktop设计了一个有源二阶低通滤波器,可以说是最简单的了,可实际焊完板子。接上任意信号发生器给了500k的正弦波,峰峰值给的是100mv。线性直流电源调的是12v双电源,示波器测试没有输出波形。运放用的是THS4062,GBW是180M的。电路焊的没问题,检查了几遍接线,边上那个是个电压跟随器。我以前没做过类似的滤波器,刚刚开始学,需要做一个中心频率300k的带通滤波器,所以我想用二阶低通=二阶高通级联来做,仿真都好,实际测试都找不到波形

Z3U0XWV3MGYKQ0QB}~F_C5I.png (36.34 KB )

这是电路图

这是电路图

IZ0IAHLMS(K%TXAMS9B$RWY.png (158.43 KB )

这是仿真结果

这是仿真结果

P42869}ULWR032($741HTOK.png (821.67 KB )

这是焊好的洞洞板

这是焊好的洞洞板

THS4062.pdf

986.67 KB

这是4062的资料

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沙发
zjn42238218|  楼主 | 2019-6-5 22:39 | 显示全部楼层
king5555 发表于 2019-6-5 21:46
Vin端接一电阻到地线,数k欧。

请问接这个电阻的作用是什么,感谢解答

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板凳
zjn42238218|  楼主 | 2019-6-6 14:48 | 显示全部楼层
@maychang 张老师能帮忙看看么,想设计高通级联低通的带通滤波器,焊了高通,低通,带通三个板子都没有输出波形。最早设计了一个300K的带通滤波器,焊好板子测没有输出波形,原理图贴在下面。后面改变参数重新焊单独焊低通,就是主楼的那个,还是没有波形,不知道哪里出问题了,这是第一次做滤波器

40655819e80d4f3be623f1b03088c3b.png (335.32 KB )

这是我最早设计的带通参数原理图

这是我最早设计的带通参数原理图

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地板
zjn42238218|  楼主 | 2019-6-6 15:30 | 显示全部楼层
maychang 发表于 2019-6-6 15:02
我先要问问:你使用什么样的电源?

使用的是线性直流的双电源给运放供电

09c620e78088bc242db4a18bb516b37.png (340.14 KB )

这是使用的线性直流电源

这是使用的线性直流电源

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zjn42238218|  楼主 | 2019-6-6 15:42 | 显示全部楼层
maychang 发表于 2019-6-6 15:02
我先要问问:你使用什么样的电源?

张老师,我电源贴在您回复里了,帮忙看看,谢谢张老师

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zjn42238218|  楼主 | 2019-6-6 16:19 | 显示全部楼层
king5555 发表于 2019-6-5 21:46
Vin端接一电阻到地线,数k欧。

刚刚按您的指导焊上了10k的电阻接地,峰峰值低的情况下仍旧没有输出波形,10v的满峰峰值才能看的到一点点的波动

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zjn42238218|  楼主 | 2019-6-6 17:28 | 显示全部楼层
maychang 发表于 2019-6-6 16:44
电源电压确认正确之后,双通道示波器一个通道检查信号发生器输出的信号(在你的洞洞板上,R1左端的Vin), ...

谢谢张老师,刚重新逐点测了低通滤波器还是没有波形。还有一个问题,如果我做好一个带通滤波器,可是低峰峰值的时候没有波形,一旦峰峰值调高就变成了输入正弦波,输出就变成了方波是什么原因,恳请张老师解答

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zjn42238218|  楼主 | 2019-6-6 19:31 | 显示全部楼层
maychang 发表于 2019-6-6 17:50
“还有一个问题,如果我做好一个带通滤波器,可是低峰峰值的时候没有波形,一旦峰峰值调高就变成了输入正 ...

1.“首帖电路,R1左端(即Vin点)必定有,否则就是信号发生器没有输出。”
只有R1左端有输出,输出的是正常与信号发生器频率相同的正弦波,信号发生器应该没有问题,
2.“输出变成方波,是运放进入了饱和。此时你看看示波器上方波幅度,应该接近电源正和电源负。”
确实和张老师您说的一样,峰峰值大时运放饱和了,示波器的幅度也确实是电源电压的大小(这里我有个小疑问,滤波器在示波器上的输出电压倍数,是取决于滤波器本身的品质因数还是运放的开环增益呢。比如信号发生器给100mV电压,那输出电压是品质因数Q*Vpp,还是运放开环增益*Vpp)。
3.输出变方波是瞬间跳变的,也就是低峰峰值时没有输出电压,当我100mV每次增加峰峰值时,到一个点就跳变为方波了。当然这是工作在不正常峰峰值的状态,因为实际上我需要的是低峰峰值时候的输出波形,可低峰峰值时没有输出我不知道是什么原因。至于输入波形,应该没有问题,和信号发生器条件频率同步的。

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9
zjn42238218|  楼主 | 2019-6-6 20:25 | 显示全部楼层
maychang 发表于 2019-6-6 19:51
3.输出变方波是瞬间跳变的,也就是低峰峰值时没有输出电压,当我100mV每次增加峰峰值时,到一个点就跳变 ...

谢谢张老师!
1.我焊的一个低通和一个带通,低通是主楼那个电路图。根据您在11楼所说的R1,R2,Vout逐级测量。两个通道,一个通道接的是Vin,此通道的波形都没有问题,即为信号发生器的输入波形。另一个通道,即是逐级测量的结果,全都没有波形输出,如果我洞洞板焊接都正确的话,问题是否出在参数的选择上?
2.第二个带通滤波器也正是刚才向张老师您请教的,高峰峰值输出方波的这块,原理图我在下面我贴出来了。按照您刚刚帮我解答的,我从起始的100mVpp开始,每次增加100mV时我都测了红圈标出来的所有节点的输出,这些红圈节点输出波形都是正常的正弦波,峰峰值每变化100mV,他们的输出波形也跟着同倍变化。而恰恰是输出的位置(蓝圈标出),也就是这里出问题,就是之前说的----“低峰峰值无输出,高峰峰值时是方波”,只有这个输出节点不正常的话是什么原因造成的。

27df7c456d7ba88e6d8ab8b8fce5413.png (25.91 KB )

300k带通(二阶高通级联低通)

300k带通(二阶高通级联低通)

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zjn42238218|  楼主 | 2019-6-6 20:51 | 显示全部楼层
maychang 发表于 2019-6-6 20:39
原来是两块板子。
我猜测,右边运放的同相输入端和反相输入端被你弄反了。再检查一下吧。 ...

谢谢张老师,您太耐心了!我再检查检查,希望有疑问张老师能再劳心解答

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zjn42238218|  楼主 | 2019-6-9 16:48 | 显示全部楼层
king5555 发表于 2019-6-7 09:35
20楼电路,第一级电源端要有退耦(电阻和电容),第二级电源要有旁路(电容),您画出來。
各级的参数不恰当 ...

感谢指导!按照您说的添加退耦和旁路,我进行了添加,在原理图中画出来了,您看看添加的是否正确。
另外这几个问题想请教:
1.去耦和旁路的电容电阻值怎么选取合适,电容是用0.1uF么?
2.主楼的低通滤波器您一开始指导我在Vin端加上一个数k的电阻的作用是为了给运放输入端提供偏置电流么,我加上之后还是没有波形,是否是主楼的低通滤波器的参数有问题。
3.您说的20楼的带通参数确实有问题,那我在五楼贴出的参数是否合理,参数我是根据《有源滤波器的设计手册》查表所得,自己想的太简单了,以为按照设计手册选好参数就能大体设计出来,我应该怎么样更好地去调配阻容参数,恳请大侠解答新手的问题,感谢您!

PDB[]XWUMWP(Y8@NED~Y00I.png (126.12 KB )

添加退耦旁路后

添加退耦旁路后

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zjn42238218|  楼主 | 2019-6-9 16:50 | 显示全部楼层
1137475550 发表于 2019-6-8 14:25
调节下频率,测试下不同不频率的响应。 你找个电阻电容精度太低,频点可能飘太远了。用示波器从输入点挨着 ...

300k的那个带通,我从输入开始测,只有输出没有波形,输出之前的所有节点都有正弦波

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zjn42238218|  楼主 | 2019-6-9 16:50 | 显示全部楼层
pjy 发表于 2019-6-7 22:55
https://www.bilibili.com/video/av20517358/?p=16   看看这个视频,二阶有源滤波器,实际测试完整过程。 ...

谢谢您,我参考下思路

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zjn42238218|  楼主 | 2019-6-9 16:51 | 显示全部楼层
pjy 发表于 2019-6-7 22:55
https://www.bilibili.com/video/av20517358/?p=16   看看这个视频,二阶有源滤波器,实际测试完整过程。 ...

谢谢您,我参考下思路

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zjn42238218|  楼主 | 2019-6-10 19:19 | 显示全部楼层
king5555 发表于 2019-6-9 21:09
1,正确,电源端串联电阻之压降约0.1VCC(沒硬性规定),R=0.1VCC÷ICC,ICC是运放耗电流。退耦丶旁路电容 ...

感谢指导!我重新分配参数再对板子进行调试看看,另外再问一个问题,滤波器参数的选择:1利用仿真软件进行阻容值选择、2利用《有源滤波器精准设计手册》进行查表得、3利用公式自己计算选择,这三种方法哪个能更好地帮我优化参数?

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zjn42238218|  楼主 | 2019-6-12 19:09 | 显示全部楼层
king5555 发表于 2019-6-10 21:14
3自己算,懒得手算用2查表或现成的软件,然后換成标准規格元件,再仿真简易验证一下,最终实裝测量后修正 ...

King大神好,我发现上次20楼原理图的那个300k带通滤波器低峰峰没有输出的我在想是不是运放坏了, 我就简单焊接了一个电压跟随器检测出两个运放中的一个果然是坏了。重新更换上完好的运放之后,连接好之后发现波形发生震荡,测试结果我下面放出了图。这是自激震荡么?我就把滤波器的高低通焊断开,单独测高通,发现还是产生震荡,这是什么原因呢?

20190612_173635.jpg (500.17 KB )

测试波形,是否为自激震荡

测试波形,是否为自激震荡

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zjn42238218|  楼主 | 2019-6-12 19:31 | 显示全部楼层
king5555 发表于 2019-6-10 21:14
3自己算,懒得手算用2查表或现成的软件,然后換成标准規格元件,再仿真简易验证一下,最终实裝测量后修正 ...

直接看发生震荡的波形频率是100k,我信号发生器的频率设置为100k。但如果波形震荡放大了看发现都是细小的等幅震荡,这些细小的等幅震荡频率是12.5M,恳请King大神指点

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zjn42238218|  楼主 | 2019-6-13 09:39 | 显示全部楼层
zjn42238218 发表于 2019-6-12 19:09
King大神好,我发现上次20楼原理图的那个300k带通滤波器低峰峰没有输出的我在想是不是运放坏了, 我就简 ...

@maychang 张老师能麻烦您帮忙看看震荡是怎么回事么,33和34楼说明了情况,元件原理图我重新给一下,谢谢张老师!

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原理图

原理图

YW34BOI%1W5T7DGEJW2_VD9.png (44.55 KB )

仿真图

仿真图

[`[)X`VW6P@1RO71DE6NR{4.png (466.02 KB )

实物图

实物图

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zjn42238218|  楼主 | 2019-6-18 09:36 | 显示全部楼层
king5555 发表于 2019-6-12 23:18
您必須贴出目前完整线路和元件。
可以再请教maychang和R2D2对于滤波器Q值是专家。
別叫大神,我年轻时老 ...

振荡的问题解决了,我在原先这块板子上按您之前说的只在电源正负极加上了两个100nF的接地电容,振荡就消失了,谢谢您

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