有没有大神帮我分析一下这个简单的信号调理电路？

登录 · 发表于 2019-9-27 17:27

信号经过2级反相放大后输出，直流分量为2.5V，差不多放大了20倍，输出的交流信号幅值大约为0.7Mv。仿真一切正常，但是实物的输出信号完全不对，请各位大神分析一下原因。
220V 50Hz 交流电经限流电阻R1后，经过电压互感器T1、滤波电路C3、采样电阻R2，将小电流信号转换成电压信号;在经耦合电容C1，到运放U2B反相端，反相放大10倍；之后接电位器R10、耦合电容C4，到运放U1B反相端，反相放大2倍左右输出。

发表于 2019-9-28 15:52

1：1电流互感器，串联电阻820K AC220 则互感器次级电流=220/820K=0.268mA
次级采样电阻100欧姆则电阻电压=26.8mV。这0.7mV是那来的？
第一级和第2级放大倍数均固定为10倍，则第一级输出电压=268mV。
第二级输出最大可能=2.68V 当然这里2.68VRMS 幅度超过供电电压，产生削波，这另当别论，反正有电位器，你可以调整到合适幅度，不产生削波，大概能输出1.4V有效值的叠加在2.5V直流上面的正弦波。
这里R3、R4和后面2个10K都是一样，只用于产生1/2VCC，提供运放同相端偏置。线路没有什么问题，两级10倍反相放大器，中间电位器控制输出幅度。根据幅度和采用电阻值，都合适。只这里反相放大器输入阻抗为10K，而电位器采用100K明显不合适，调整过程电位器阻抗变化导致调整的线性度比较差，稍微调整一点，可能输出变化就很大，建议采用阻抗低的电位器为好。
至于仿真没问题，而实物不对，则至少没法从电路图上面发现，你只能仔细分别检查。到底什么地方出的问题。

发表于 2019-9-28 18:10

tianxj01 发表于 2019-9-28 15:52
1：1电流互感器，串联电阻820K AC220 则互感器次级电流=220/820K=0.268mA
次级采样电阻100欧姆则电阻电压=2 ...

谢谢大神，你这么一分析，我至少有了方向了！

发表于 2019-9-28 19:04

互感器的信号，一级放大就足够了。

发表于 2019-9-28 23:32

king5555 发表于 2019-9-28 22:39
2D2 2019-9-28 22:24 回复TA 这种慢速信号放大器没有瞬变电流接退耦电容没什么意义。数字电路内部翻转的时 ...

这个问题很简单，你可以自己算一算。运放到电源滤波电容之间的阻抗是毫欧级别，电流是毫安级别，电压变动就是微安级，再加上放大器本身的PSRR，运放不就近加退耦电容造成的输出信号扰动是现在任何仪表都无法观测到的。所以完全不用加。

至于数字电路的瞬变电流，电流很大，频率非常高，上述集中参数计算方法已经不灵了，比如IC的电源引脚到电源滤波电容直接的连线，已经不能用电阻来考虑，而是应该看成是电感，所以必须加退耦电容，不加的话，用示波器就能看到IC的Vss、Vdd之间的电压跳变，会影响IC正常工作的。

发表于 2019-9-29 10:22

king5555 发表于 2019-9-29 10:04
你老湖涂了，我倆鳮同鸦讲。我是说楼主图中，R4丶R9要并联退耦电容，在实际PCB此电容也会吸收不必要的分 ...

R3、R4、R8、R9用了两组分压本身就是很愚蠢的行为，增加了输出的不确定性，这么烂的设计我都懒得吐槽，你非要提出来。

发表于 2019-9-29 11:20

T1 的自感量实际是多少？
仿真时你用的自感量参数是多少？

猜测你这两个参数出入很大。

发表于 2019-9-29 12:14

电压互感器PT都是2mA:2mA的，你这个0.3mA是怎么算出来的？拍脑袋就乱写的吗？

发表于 2019-9-29 19:46

king5555 发表于 2019-9-29 13:03
単电源时需要直流偏置，或许方便PCB布线，才用到两组。无论用几组，在每个运放正输入端都要就近連接退耦 ...

后面显然是接ADC的，用两组分压电路就会导致直流偏置出现不可预测的漂移。我都是用运放做虚地发生器，根本就不用你这些“退耦”电容，因为运放的输出阻抗足够低，0.x欧姆的水平。

你还是不会基本的计算。

发表于 2019-9-29 21:31

king5555 发表于 2019-9-29 21:08
人家就一颗两组运放，沒多余的用來做虛地。即使拿一组运放做虚地，假如引线长了，还得再一RC低通给其它正 ...

358 GBwP=1MHz，50Hz信号对应放大20000倍，单级足够用了。而且楼主电路构成也是错的，就不应该R2接地。整个电路设计的太垃圾，还以为越复杂越显得有水平的超级菜鸟阶段。越复杂的电路可靠性稳定性越差，成本越高，简直是工程设计的反面教材，没兴趣一一批改了。

发表于 2019-9-30 08:20

T1 与 R2相连的地方接地断开，更改为使用500欧的电阻与R3、R4相连的地方连接。

[运放] 有没有大神帮我分析一下这个简单的信号调理电路？

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