跨阻放大器振荡

只看该作者 · 2020-2-18 22:18

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！

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）。

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！

只看该作者 · 2020-2-19 09:43

C1加大

1万 · 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，可以适当加大C1

只看该作者 · 2020-2-19 20:39

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

只看该作者 · 2020-2-19 22:22

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

只看该作者 · 2020-2-19 22:23

steelen 发表于 2020-2-19 09:43
C1加大

C1加大会好点，但时间特性会变差

只看该作者 · 2020-2-19 22:26

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

只看该作者 · 2020-2-20 14:11

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。

1万 · 2020-2-20 17:03

电压源输出串50欧电阻再接传输线。

只看该作者 · 2020-2-20 20:54

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。

1万 · 2020-2-20 23:07

c3去掉，发光二极管串一个100 to 4700的电阻

只看该作者 · 2020-2-21 07:32

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。

1万 · 2020-2-21 08:44

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。

只看该作者 · 2020-2-21 11:16

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。

只看该作者 · 2020-2-21 18:46

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。

1万 · 2020-2-21 21:40

估计C3是楼主拿来隔直的吧。

只看该作者 · 2020-2-22 12:24

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。

只看该作者 · 2020-2-22 12:31

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。

只看该作者 · 2020-2-22 14:35

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？

只看该作者 · 2020-2-23 17:55

Mark，学习下，等待讨论！

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