一个奇怪的跨阻放大器问题

只看该作者 · 2019-7-22 20:24

本帖最后由 PPDDPPDD1234 于 2019-7-23 18:09 编辑

电路图见附件。
仿真结果很正常，没有任何问题。
实际问题很奇怪，比如输入10uA标准电流（用吉时利数字源表产生），在档位1-6的开关依次闭合时（任何时候只闭合一个），输出电压是-5V，应该是对的。
到了档位7，突然变成了+5V。到了档位8，变成了-2V,到了档位9，又变成了-5V。。。

并且，不论多大的电流，在档位开关，5和6的地方，都有40KHz附近的震荡，按道理，我已经加了反馈电容，并且还是很大的，不至于产生震荡。。。。

大家帮忙分析分析是啥问题。。。想不通。。。

比如这个测量结果：（输入某个直流电流A，然后不同档位来测量）

只看该作者 · 2019-7-22 20:25

所谓的档位1，就是key=1的那个开关对应的档位。其他类推

只看该作者 · 2019-7-23 07:16

谢谢回复。1.没用的运放实际上是用作滤波的，有用，没有空接。2.开关是特制的，漏电阻大于100G。3.这个是用来测量电流的，所以R2接地应该是不对的吧。至于R2上并联电容，岂不是相当于增加了运放的输入电容，反而更加不稳定了？

只看该作者 · 2019-7-23 07:18

我只是觉得，根据我这个的RC时间常数，无论如何都不应该有40khz的震荡……

只看该作者 · 2019-7-23 09:02

king5555 发表于 2019-7-23 08:57
是说R2移到+in端，而R2又大时要并联电容。
R2摆到-in端，豈不防碍虛短特性。 ...

您是要阻抗匹配？还是其他作用？
R2在这里只是保护运放的电阻而已，没啥其他作用。

1万 · 2019-7-23 09:03

"按道理，我已经加了反馈电容，并且还是很大的，不至于产生震荡。。。。"
估计是反馈电容往大取值的设计思路造成的。不知道输入电容多少和输入信号频率，只能猜。

只看该作者 · 2019-7-23 10:18

captzs 发表于 2019-7-23 09:03
"按道理，我已经加了反馈电容，并且还是很大的，不至于产生震荡。。。。"
估计是反馈电容往大取值的设计思 ...

输入信号是直流。输入电容没有。至少我没加。

1万 · 2019-7-23 11:14

本帖最后由 captzs 于 2019-7-23 11:43 编辑

PPDDPPDD1234 发表于 2019-7-23 10:18
输入信号是直流。输入电容没有。至少我没加。

输入电容Cin是指信号源的接入电容+运放的等效电容，反馈电容Cf（叫做补偿电容）是根据Cin计算，你看看百度这篇**："你需要多大的运算放大器带宽呢？ "介绍的计算方法。

1万 · 2019-7-23 11:57

反馈电阻10M以上的都有问题，稳定裕度不是很高，考验LZ的电路组装工艺，浮游电容慢慢体现出来，应以二级放大电路为好。R2的限流电阻确实有点大，

只看该作者 · 2019-7-23 16:37

zyj9490 发表于 2019-7-23 11:57
反馈电阻10M以上的都有问题，稳定裕度不是很高，考验LZ的电路组装工艺，浮游电容慢慢体现出来，应以二级放 ...

奇怪在10G以上是正常的，1G-1M是不正常的。。。

1万 · 2019-7-23 16:39

PPDDPPDD1234 发表于 2019-7-23 16:37
奇怪在10G以上是正常的，1G-1M是不正常的。。。

碰运气而已，如果有网络仪扫下，应有很多极零点。有得合理，有得不合理，自激。

1万 · 2019-7-23 16:42

PPDDPPDD1234 发表于 2019-7-23 16:37
奇怪在10G以上是正常的，1G-1M是不正常的。。。

如这种电路，工艺很重要。日本工程师写的工程书参考下。

只看该作者 · 2019-7-23 17:22

本帖最后由 PPDDPPDD1234 于 2019-7-23 17:26 编辑

zyj9490 发表于 2019-7-23 16:39
碰运气而已，如果有网络仪扫下，应有很多极零点。有得合理，有得不合理，自激。 ...

网络仪没有。
日本的书倒是看过。。。。我只是觉得，我做基本是直流，电容大些就OK了。没想到还是这么麻烦啊。。

只看该作者 · 2019-7-23 17:23

zyj9490 发表于 2019-7-23 16:42
如这种电路，工艺很重要。日本工程师写的工程书参考下。

工艺上，我的确费了很大力气。现在看来，似乎还不够啊。。。

只看该作者 · 2019-7-24 22:02

本帖最后由 darkhotch 于 2019-7-24 22:40 编辑

您将-1uA 调整到-6uA，就会发现dw:6 就正常工作；但是dw：7 会有点不对，dw8，9肯定不正常；
如果需要让dw:7能正常工作；至少保证输入电流大于等于-50uA，例如-60uA等；

振荡应该是寄生电容导致的，

只看该作者 · 2019-7-24 22:17

你的电路是TIA么？反相端接了一个1M的电阻。。。。
M级以上的反馈电阻。。。。加以还是用两级放大

只看该作者 · 2019-7-25 13:32

darkhotch 发表于 2019-7-24 22:02
您将-1uA 调整到-6uA，就会发现dw:6 就正常工作；但是dw：7 会有点不对，dw8，9肯定不正常；
如果需要让dw: ...

震荡的确是观测到了震荡。问题在于，这个震荡的电压应该是正的啊，为啥跑到了-5V附近去震荡了？
从震荡频率看，大概30Khz。
我特地测量了6档位运放两端的电容，也是对的，大概11nF，和设计的10nF并没太大出入。怎么算，都不应该是30khz的震荡频率。。。。

只看该作者 · 2019-7-25 13:33

世界心发表于 2019-7-24 22:17
你的电路是TIA么？反相端接了一个1M的电阻。。。。
M级以上的反馈电阻。。。。加以还是用两级放大 ...

不太明白，多级就不容易震荡吗。。。。

1万 · 2019-7-25 16:50

PPDDPPDD1234 发表于 2019-7-25 13:33
不太明白，多级就不容易震荡吗。。。。

相对一级，反馈电阻可以下降，分布电容影响也下降低，可更合理分布极零点校正。

只看该作者 · 2019-7-25 19:20

PPDDPPDD1234 发表于 2019-7-25 13:32
震荡的确是观测到了震荡。问题在于，这个震荡的电压应该是正的啊，为啥跑到了-5V附近去震荡了？
从震荡频 ...

兄弟，您首先没有回复
把电流增大了，是否的确就工作正常了，如果正常了，我可以和您解释为什么是这样的；

其他小伙伴们都跟您说，是增益设置的问题，我不这么认为，我认为-1至-10uA的电流大小输入，就是会导致小增益时，出现电压不对，以及-5V电压出现的。
如果真的是增益设置的太大，那应该是dw1-5 工作不正常，但是你这里是大增益工作正常，小增益工作反而不正常了。

第二，你的电路设计有改进的建议，您目前的切换增益的开关和Vout相连，会降低运放的CMRR，请调换位置；

第三，咱们再来单独谈振荡的问题，有解决方案就是将电阻拆分成两个电阻串联，再串联处并联一个电容到地，从而破坏振荡条件；亦或者是，再输入端并联一个电容到地；

一个奇怪的跨阻放大器问题

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