运放莫名其妙振荡，困扰好久了，帮看下，拜谢！

登录 · 发表于 2019-11-15 17:52

本帖最后由玻璃之城于 2019-11-18 17:44 编辑

（第一轮整改结果在27楼，感谢论坛，感谢大家！后续整改结果会继续上传希望对别人有用）
上原理图，一个简单的光电转换电路。没有光源输出的情况下，第一级、第二级会出现一个振荡的波形，不知道怎么来的，调了很久了。而且基本每个电路板都是刚开始没有，运行一段时间就一直会有
电源换过电池、台式线性电源，都一样。

C15从1nf～10uf换过无效。
C15直接短接，刚开始没有振荡，后来就一直会有。
C18从1.5pf～0.1nf换过，波形会改变，但是还会有。

R3从200K～1M之间调整，振荡还会有，形状稍微变化。
去掉D1、短接C15不太确定，大部分时间会有，偶尔没有。
请问各位前辈，这个方案是否有问题，这个振荡来自何处，应该怎么处理呢？

发表于 2021-2-14 22:27

玻璃之城发表于 2021-2-7 09:41
转眼快一年了，最近一两年一直跟微弱信号打交道，慢慢学习进步，回首过去感慨万千，今日有缘，稍微总 ...

楼主分享一下你用的LDO和电压基准芯片，好吗？我也是做微弱信号放大，在反复测试噪声大小。希望试试你使用的LDO和电压基准。我的电压基准是REF3012，LDO 是TI的tps70325。不知道能否进一步改进。

发表于 2021-2-8 18:06

感觉更像室电干扰

发表于 2021-2-7 13:45

这是一个光电信号放大电路，应该是做成分分析用的。
示波器的毛刺不是振荡，应该是干扰或者噪声！

发表于 2021-2-7 09:41

本帖最后由玻璃之城于 2021-2-22 15:13 编辑

zttzjj 发表于 2021-2-4 11:47
楼主，楼主，我用的是四象限光电二极管，跨阻放大电路将电流信号转为电压信号。现在的情况是刚刚上电的时候 ...

转眼快一年了，最近一两年一直跟微弱信号打交道，慢慢学习进步，回首过去感慨万千，今日有缘，稍微总结一下，随便写的，不对的地方请指正～～～
首先，跨阻放大实现光电IV转换本身理论并不是很复杂，如果你要采用这个方式，就注重你的细节，首先是所有的“源”，信号源，基准源，供电电压等等。其次，做好屏蔽，反馈电阻大的时候尤其要注意。我之前的方案采用的是业内超高PSRR的LDO加高精度电压基准，电源入口加滤波，数字模拟一定要分开，四层板单独一次做底平面。外壳屏蔽一定要处理好，再加上简单的中值滤波。还有一点，千万控制好PCB布局时第一级运放输入引脚的漏电流，这一点在微电流检测里极为重要！可以采用保护环、PCB开窗、引脚翘起等措施，具体可以搜索相关**。
后来结果不错，项目已经通过考核。
最后，小信号放大两种处理模式：1，直接处理，如跨阻放大；2，锁相环放大，各有各的特点。前者方案简单，但是各种细节要处理好；后者具有天生强大的抗干扰能力，但是电路复杂。

发表于 2021-2-5 16:23

使用的单电源供电，总感觉运放的直流偏置不太对劲。

发表于 2021-2-5 10:33

微弱信号放大，光理论没用的，没理论更没用。需要考虑屏蔽、滤波、布线、接地，都是细节问题。

登录 · 发表于 2021-2-4 11:47

楼主，楼主，我用的是四象限光电二极管，跨阻放大电路将电流信号转为电压信号。现在的情况是刚刚上电的时候噪声比较小，过一段时间，噪声突然变大，且一直存在。您觉得我的电路是哪里可以改进一下呢？

发表于 2020-2-4 16:11

mark

发表于 2020-1-16 15:53

ReuterkLL 发表于 2020-1-14 15:40
看来记错了。
确实是这样。

你说的很对，AVCC5处理的有点草率是导致之前问题的主要原因，重新处理过后好多了。多谢！

发表于 2020-1-16 15:52

yanwen217 发表于 2020-1-11 10:11
楼主问题解决了没有？

前面已经分析解决过程, 大问题已经没有了.现在已经步入微伏级别的处理了。

发表于 2020-1-14 15:40

玻璃之城发表于 2020-1-9 12:21
二极管加反偏应该会减小结电容啊

看来记错了。

确实是这样。

目前你电路中所用的偏置及供电都源自于同一个电源AVCC5，不太清楚这个电源是否干净。
很有可能你现在看到的那些类似噪声的输出信号都源自于这个东东。

尤其是去掉D1都会出现，你应该可以把那个AVCC5看作输入信号了。
对于AVCC5可能的干扰，C15和C22传递幅值也不同，相位也不同，C15超前，C22滞后。

先拉掉R2看看是否还有异常输出。

发表于 2020-1-14 13:55

用锁相环检出此信号更为有效，电路也成熟。

发表于 2020-1-12 18:42

mark下

发表于 2020-1-11 10:11

玻璃之城发表于 2020-1-9 12:23
不好意思，前面可能没有表达清楚。信号是一个周期为5ms的方波，高电平时间为100us, 也就是光源的驱动信号 ...

楼主问题解决了没有？

发表于 2020-1-9 12:23

世界心发表于 2020-1-6 23:57
很久没空逛论坛，今天看到这个帖子，哈哈，居然还没结束。
这么说吧，你的前级带宽不够。比较好的解决办 ...

不好意思，前面可能没有表达清楚。信号是一个周期为5ms的方波，高电平时间为100us, 也就是光源的驱动信号，100us为打开的时间，其他时间关闭。

登录 · 发表于 2020-1-9 12:21

ReuterkLL 发表于 2019-12-17 10:05
光电二极管加个反向偏置，如果记得没错，会增加节间电容，从而影响后续的信号带宽。分析是一方面，还是看应 ...

二极管加反偏应该会减小结电容啊

发表于 2020-1-7 09:35

不像振荡，应该是噪音/干扰吧？

发表于 2020-1-6 23:57

玻璃之城发表于 2019-12-17 12:50
感谢！
我分析下做实验看看

很久没空逛论坛，今天看到这个帖子，哈哈，居然还没结束。
这么说吧，你的前级带宽不够。比较好的解决办法就是换GPB较大的运放，加大补偿电容，同时保证比较高的带宽。现在2个G以上GBP的运放很多，将pA级、10M以上的信号稳定放大不是问题。关键是要选对器件。
另外，干扰电路板的不一定是环境光，工频电磁辐射就算你将整个板子放在抽屉里不见光，也同样会被干扰，比较好的方法就是整个系统装在铁皮盒子里，你可以试试效果。

发表于 2019-12-17 12:50

ReuterkLL 发表于 2019-12-17 10:05
光电二极管加个反向偏置，如果记得没错，会增加节间电容，从而影响后续的信号带宽。分析是一方面，还是看应 ...

感谢！
我分析下做实验看看

发表于 2019-12-17 10:05

光电二极管加个反向偏置，如果记得没错，会增加节间电容，从而影响后续的信号带宽。分析是一方面，还是看应用是否有效。
另外，增加偏置，会在光电二极管上增加对温度敏感的暗电流——电容隔直还好说一些。
前面对于增益的分析G=(R3*C15*S)/(R3*C18*S+1)）需要更正一下，应该把信号生成部分也作为输入的一部分加以考虑。
相当于R_pullup//Rd//Cd+C15作为输入阻抗，如果忽略Cd,Rd （OO），则输入有（R15+1/C15S)，所以，增益的传递函数应该为：

G(s) = - (R18CfS/(R18CfS + 1))/(R15 + 1/C15S)

运放莫名其妙振荡，困扰好久了，帮看下，拜谢！

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