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跨阻放大器振荡

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向天|  楼主 | 2020-2-18 22:18 | 显示全部楼层 |阅读模式
用AD744搭了一个跨阻放大器将光电二极管的电流信号转换成电压信号,结果电路振荡,求各位大神帮分析下原因,提供解决办法,谢谢!
微信图片_20200218214732.jpg
电路如上图所示,RL为50Ω,电路输出通过1m厂的同轴电缆接到示波器通道。加电就产生振荡,振荡频率从1Mhz左右逐渐变到700kHz左右稳定(如下图)。
微信图片_20200218214748.jpg 微信图片_20200218214759.jpg
在C3前串阻尼电阻,从10Ω加到200Ω,振荡均为消失,振荡频率缓慢变小。
同步改变C1、R1值,振荡频率变化不大,调到最好的状态是振荡消失,但输入脉冲光信号时产生振铃,频率在800k到900k之间。
光电二极管的标称电容是40p,运放输入电容5.5p,请大神帮忙分析一下,谢谢!

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steelen| | 2020-2-19 09:43 | 显示全部楼层
C1加大

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XZL| | 2020-2-19 13:02 | 显示全部楼层
这是一个I/V转换电路。首先要确认光敏二极管的电流范围,输出电压是I*R1;其次如果光信号变化慢,可以适当加大C1

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sandseas| | 2020-2-19 20:39 | 显示全部楼层
datasheet上有说明这个运放带容性负载在几个nf,C1采用1nf直接放在运放输出端不合理,你在前面加电阻有效果也说明这一点,一般把电阻加在反馈环路里面,放在运放输出端,反馈电路放在所加的电阻后面

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向天|  楼主 | 2020-2-19 22:22 | 显示全部楼层
king5555 发表于 2020-2-18 22:34
光电二极管不要如此接,请参考驻极体电容麥克风电路。
电流放大则是K极到运放,而A极接地线。
C1加大,Cd÷ ...

您说的那种是光电池模式的接法吗?我试过无偏置(没记错的话就是光电池模式)和加反偏(光电导模式)两种接法,加反偏的话,光电二极管的时间特性变好,分布电容变小,在我的应用中没问题。当然,用在音频电路,可能光电池模式好些,毕竟少去了电源带来的干扰。C1加大有改善,但时间特性变差

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向天|  楼主 | 2020-2-19 22:23 | 显示全部楼层

C1加大会好点,但时间特性会变差

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向天|  楼主 | 2020-2-19 22:26 | 显示全部楼层
XZL 发表于 2020-2-19 13:02
这是一个I/V转换电路。首先要确认光敏二极管的电流范围,输出电压是I*R1;其次如果光信号变化慢,可以适当加 ...

谢谢!光敏二极管的电流在1uA~10uA量级,图中参数是经过计算得出的。确实是增加C1有改善,不过得针对慢信号,增加C1,时间特性变差

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ygd8718| | 2020-2-20 14:11 | 显示全部楼层
本帖最后由 ygd8718 于 2020-2-20 16:07 编辑

我倒想问问你这电路是哪来的?
如果是你自己设计的,你该问的问题是:这个设计正确吗?
解决问题的办法,正确的答案只有一个!
而错误的,包括似是而非和无限接近正确的,有无穷多个。
你现在就是在这无穷多中任选其一来让大家分析,论坛大神实在是太廉价了。
顺便请大神们也分析一下:顶楼的电路必然产生振荡的原理和过程。

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zyj9490| | 2020-2-20 17:03 | 显示全部楼层
电压源输出串50欧电阻再接传输线。

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ygd8718| | 2020-2-20 20:54 | 显示全部楼层
zyj9490 发表于 2020-2-20 17:03
电压源输出串50欧电阻再接传输线。

楼主的电路必然会振荡,如果说不明白为什么振荡,所有的尝试和猜测都是徒劳无益的。
物理学虽然更象实验科学,但一定能在纸上说清楚。如果在纸上说不明白,就可以PASS了。

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gxs64| | 2020-2-20 23:07 | 显示全部楼层
c3去掉,发光二极管串一个100 to 4700的电阻

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ygd8718| | 2020-2-21 07:32 | 显示全部楼层
本帖最后由 ygd8718 于 2020-2-21 07:37 编辑

你先算一下:(vcc/2)/50=?
这个等式有什么意义?
这一步,是画电路图时就该完成的。
设计计算书的一部分,证明你的设计是科学合理的。

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zyj9490| | 2020-2-21 08:44 | 显示全部楼层
ygd8718 发表于 2020-2-20 20:54
楼主的电路必然会振荡,如果说不明白为什么振荡,所有的尝试和猜测都是徒劳无益的。
物理学虽然更象实验 ...

明显是输出带不动容性负载,传输线体现出是容性,去掉传输线可试下。

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ygd8718| | 2020-2-21 11:16 | 显示全部楼层
本帖最后由 ygd8718 于 2020-2-21 11:27 编辑
zyj9490 发表于 2020-2-21 08:44
明显是输出带不动容性负载,传输线体现出是容性,去掉传输线可试下。

不用试。
看看datasheet。短路电流25MA,电路从零态,加电。同名端会很快升到vcc/2,反相端与输出端电位相同,为零电位,此时输出端以一定速率(<=dv/dt)升高电压,但运放最大输出电流(<=短路电流)不能及时为C3充电,只能慢慢升高电压,电压达到->超过同名端电压,满足V->V+条件后,输出电压开始回落,由于C3和RL的存在,输出电压不会及时做出反应,当输出电压开始下降后又产生过冲(多种原因)。如此往复。

电路失败在于:违背了datasheet中关于输出阻抗和短路电流的约束。我在14楼已经点出。R1取值5K,欠考,有些运放是限制反馈深度的,严重者不能做跟随器使用。如果PCB布线不够老道,寄生电感太大,振荡就更加不可避免了。

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ygd8718| | 2020-2-21 18:46 | 显示全部楼层
你的问题解释完了。
代表本主题所有热心坛友对楼主提个要求:
请楼主说明一下这个电路的用途,或用在什么项目中。项目开发费用是多少?
如果不能坦荡地以实相告,那么楼主有骗取他人劳动之嫌。

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gxs64| | 2020-2-21 21:40 | 显示全部楼层
估计C3是楼主拿来隔直的吧。

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POGOPLANE| | 2020-2-22 12:24 | 显示全部楼层
电路问题不大 同样的电路 我用的反馈电阻1G都没有震荡过。根本原因在··对信号屏蔽的处理。去搜索一下灵敏电荷放大电路··这种经典电路需要长时间积累。不震荡只是第一步,后面信噪比,提高探测下限才是PK的地方。

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POGOPLANE| | 2020-2-22 12:31 | 显示全部楼层
更正一下··类似光电二极管,不加上拉或者限流电阻吗,否则电源噪音很容易耦合到里面,你这样问是问不明白的。平时我们放大PA级的电流都是用灵敏电荷电路。

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向天|  楼主 | 2020-2-22 14:35 | 显示全部楼层
本帖最后由 向天 于 2020-2-22 14:39 编辑

两天没上论坛,有这么多的回复,感谢各位热心的大神。不一一回复了,把这几天调试的结果和经验总结向大家汇报一下:
1、电路调试成功,把1、5脚的补偿电容去掉就消除振荡了;对于振铃问题,R1和C1的选取还是很关键,R1不能太大了,5k大了;这个电路调好也不能用,如果没有补偿,AD744的带宽增益积只有13MHz,不能满足需求,还得再选运放;
2、datasheet非常重要,感谢ygd8718、sandseas的提醒,一定要仔细的看datasheet;
3、ygd8718的理论功底很深厚,值得学习!至于您说的其他问题,忍不住回您一下:论坛应该是个学术讨论的地方,您一上来就说这样那样,您可以不回答问题!想要知道什么项目可以私信我;
4、这个电路是很常见的一个光敏器件的I-V跨阻放大电路,不过我用的单、双电源兼用的运放,把双电源变成单电源供电而已,应该还涉及不到知识保护或者专利啥问题吧?
5、POGOPLANE很老道,应该经验丰富,我初涉该领域,不知可有缘认识一下?
6、再次感谢所有回帖的热心大神们。
还有一个小问题,被管理员说帖子违规,要删帖,目前还没有权限和管理员理论,各位知道是咋回事不?

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GatsLi| | 2020-2-23 17:55 | 显示全部楼层
Mark,学习下,等待讨论!

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