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功率运放自激问题。

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楼主
玄德|  楼主 | 2020-4-7 16:44 | 只看该作者 |只看大图 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式
本帖最后由 玄德 于 2020-4-7 17:09 编辑

用 LT1739 搭的反相放大器,出现自激,一直没能解决。

电路如下,常规的反相放大器,电源是双12v,正负电源之间,电源分别对GND,都有完善的电源滤波。增益1、10都试过,都存在自激。(输入端电阻是 3K,漏标了。)


硬件现场情况如下,多次焊、拆过,不好看了,
但保证电路正确,没有接错、短路、虚焊现象。



运放输出端测到的自激波形如下(交流耦合),频率 25MHz ~ 30MHz,p-p幅度高达800mV:


做过以下实验,都没能消除振荡,振荡波形仅仅频率有几M的变化,幅度不变甚至略有增大,基本不受一点影响,:
(实验时输入端接GND)
1、在运放输入端与GND之间,连接 100Ω + 270p 的RC器件(串联),无效。
2、输出端与GND之间,连接 100Ω + 270p 的RC器件(串联),无效。
3、以上实验,更换RC为  10Ω + 270p、10Ω + 1000p、100Ω + 20p,都无效果。
4、更换运放,LT1739更换为LT1794,二者功能、参数几乎完全相同,可以pin-pin替换。自激现象也一样。5、把运放输出端割断,振荡依旧。

过去也多次遇到并解决了同样的问题,但这次不行。

把运放手册放上来: LT1739.rar (259.15 KB)        LT1794.rar (249.36 KB)

请各位老大支支招。


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21ic小喇叭 2020-4-8 11:01 回复TA
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沙发
叶春勇| | 2020-4-7 20:15 | 只看该作者
去掉100R+270p,输入接地,仍然自激。
1、先把输入电阻改成100R,反馈电阻100R(1k)datasheet是这样的电阻。
2、那个SHND和SHDNREF,是怎么处理的?

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叶春勇 2020-4-8 14:24 回复TA
@玄德 :放大20倍试过吗 
玄德 2020-4-8 09:56 回复TA
100R-100R,100R-1K,两种组合都试过了,无效。 
板凳
叶春勇| | 2020-4-7 20:21 | 只看该作者

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地板
lfc315| | 2020-4-7 21:24 | 只看该作者
板上那么多磁珠呢?实际原理图里面没有磁珠吗?

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玄德|  楼主 | 2020-4-7 21:43 | 只看该作者
lfc315 发表于 2020-4-7 21:24
板上那么多磁珠呢?实际原理图里面没有磁珠吗?


所有运放的电源都是下面这样处理的,红圈内的样子。
这点请相信我。
电路比较大,信号流程也比较杂,一句话说不清,所以手工另外画了示意图。



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6
玄德|  楼主 | 2020-4-7 21:57 | 只看该作者
叶春勇 发表于 2020-4-7 20:15
去掉100R+270p,输入接地,仍然自激。
1、先把输入电阻改成100R,反馈电阻100R(1k)datasheet是这样的电阻 ...


1、现在参与运算的电阻,我选的是 3K-3K (增益为1)或者 3K-30K(增益为10)。
明天试试你说 100R-100R 和 100R-1K 的情况。

2、画 PCB 时,原理图搞错了,芯片休眠、不工作。后来用跳线修改实物。LZ位照片里,黄铜色的跳线就是修改这两个脚。

现在的接法是:
SHDN经 24K 电阻接 +Va,SHDNR 短接到 GND。就是手册推荐的第一种情况。这样,芯片工作电流大概 10mA 。
我实际测过 SHDN 的电压,按手册上的 5I、2I、64 • IBIAS 的方法计算过,芯片电流就是10mA,误差1、2mA。
也试过 27K,对自激现象没有任何改善。











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7
玄德|  楼主 | 2020-4-7 22:14 | 只看该作者
本帖最后由 玄德 于 2020-4-7 22:26 编辑


手册提到的补偿方法,反相补偿,同相补偿。
同相补偿有两种方式,或者三种方式(第三种就是把前两种一起用)。
我都注意到了。

情况是这样:
这个运放出现的是双重自激波形,
一种是楼主位所说的,30MHz,800mV p-p ,
另一种是 1MHz、10Vp-p。
前者叠加在后者上面。

刚上电的时候,首先注意到的是 10Vp-p。
用手册提供的补偿方法,在反相输入端对GND连接 100R+270p,立竿见影就解决了。
实验的时候发现,在反相输入端和输出端之间连接  100R+270p 也可以解决 1MHz 的自激问题,可以替代手册的方法。
楼主位的电路图画的就是我自己的方式。

解决了 1MHz 以后,随后发现还有 30MHz 自激,始终消除不掉。
楼主位描述了我做过的实验,在保留我自己方式的基础上(这个方式解决的是 1MHz 自激),在其他位置尝试 RC 补偿,
包括手册提供的方式,也试过了。都无效。






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fzyuan 2020-4-8 16:40 回复TA
@zyj9490 : 按楼主270pF,3k/30k电阻的设计参数,带宽也就200kHz或20kHz,不算高频电路吧?我倒觉得要留意一下运放同相输入端的接法,是否可以把它挑起来串个电阻再换个接地点试试。 
zyj9490 2020-4-8 12:07 回复TA
@玄德 :重新布局,按射频电路(开关电源)设计。不要用线,输入脚与反馈信号经过处,对面不要铺地。这都是产生平板电容滞后效应。高频电路远离金属结构件。二个螺严重产生空间电容。 
zyj9490 2020-4-8 11:58 回复TA
@玄德 :看了13楼,有几处违反高频电路的原则,1,电源去耦电容没有就近,用线拉到别处,,2,反馈回路的器件也没有就近,也是用线拉到别处,3,没有铺地,导致高频信号乱流耦合,总之,此PCB非高频板设计。 
玄德 2020-4-8 10:36 回复TA
@zyj9490 :看我13楼的补充说明。感觉耦合没法更好处理了。铺地少,因为背面大面积铜箔用于散热,布线都在这一面;而且以前设计是两个运放复合应用,所以没地方了。以后直接用单运放,会腾出地方铺地。 
zyj9490 2020-4-8 09:50 回复TA
从板面上看,分布耦合存在的因素挺多,这是宽带IC。铺地也没有。高频回流信号没有处理好。 
8
Siderlee| | 2020-4-7 22:32 | 只看该作者
re字符不能少于四

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9
lfc315| | 2020-4-7 23:10 | 只看该作者
玄德 发表于 2020-4-7 21:43
所有运放的电源都是下面这样处理的,红圈内的样子。
这点请相信我。
电路比较大,信号流程也比较杂,一 ...

搞不好就是磁珠引起的,都换成小电阻试试

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玄德 2020-4-8 09:54 回复TA
用跳线短接两个磁珠,无效。 
玄德 2020-4-7 23:22 回复TA
谢谢,明天也试试。 
10
xxzouzhichao| | 2020-4-7 23:44 | 只看该作者
探头选择x10档

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11
xch| | 2020-4-8 09:40 | 只看该作者
可能电源退耦没处理好。看PCB 布局,极差。振荡频率33MHZ ,说明layout工程师是个电工。只适合做50hz工作。

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玄德 2020-4-8 10:22 回复TA
正负电源都用10uF//0.1uF处理了,正负之间、正负分别对GND,都是这样。楼下我做个图,可以看到,输入输出之间已经达到芯片身体的最远距离。这个“电工”就是我自己,老大嘴下留情。初始设计,是两个运放组合应用,一个精密小功率运放驱动这个功率运放,调试的时候意识到没必要,因为这个大功率运放的失调只有几mV,所以临时拆除了一些器件,造成现在的现场。 
12
玄德|  楼主 | 2020-4-8 10:24 | 只看该作者
本帖最后由 玄德 于 2020-4-8 10:32 编辑

把实物和原理对照一下,看着方便。
红叉的地方已经切断。
输出端只和反馈电阻、补偿RC连接,等于悬空,没有负载。电路已经最简化处理了,振荡依旧,无法消除。
最后一招是:抛弃这个芯片,换其他型号。









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13
xch| | 2020-4-8 11:18 | 只看该作者
玄德 发表于 2020-4-8 10:24
把实物和原理对照一下,看着方便。
红叉的地方已经切断。
输出端只和反馈电阻、补偿RC连接,等于悬空,没有 ...

这细长弯弯绕红线标注的是红军两万五千里长征路线。圆圈之中就是滤波电容的革命根据地。


这款OPA是GWB200MHZ的。不能当作电灯泡来供电。
原厂推荐滤波电路:

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玄德 2020-4-8 11:29 回复TA
谢谢!我想办法再试试。 
14
lfc315| | 2020-4-8 11:39 | 只看该作者
高频芯片,按低频电路设计了

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15
lfc315| | 2020-4-8 11:41 | 只看该作者
看了芯片手册,手册上都是2个放大器配对用的,楼主的怎么是单个使用。

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16
玄德|  楼主 | 2020-4-8 11:52 | 只看该作者
本帖最后由 玄德 于 2020-4-8 11:55 编辑
lfc315 发表于 2020-4-8 11:41
看了芯片手册,手册上都是2个放大器配对用的,楼主的怎么是单个使用。


手册里确实倾向于 ADSL 驱动,成对用。
当初选这个型号也犹豫过,我把它当做通用运放,有点冒险了。

没办法,实验之后才知道。
算是付学费吧。


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17
玄德|  楼主 | 2020-4-8 12:13 | 只看该作者

LT1739,不算引脚,本体的尺寸是 13.0 x 7.6mm。
不看PCB布线,只看飞线,那么绕路也就多绕了 10mm 左右,无论电源还是飞线,最多就这么点。

绕这么点,就能引起问题吗?
我个人不这么认为。
何况现在输入端已经接地了,输出已经悬空(只接了负反馈电阻和RC补偿),
完全静态,却依然振荡。
很困惑。

@xch  @zyj9490   

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18
叶春勇| | 2020-4-8 14:28 | 只看该作者
玄德 发表于 2020-4-8 12:13
LT1739,不算引脚,本体的尺寸是 13.0 x 7.6mm。
不看PCB布线,只看飞线,那么绕路也就多绕了 10mm 左右, ...

30MHz的频率,短波段了,是寄生电容的天下了。

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19
xch| | 2020-4-8 16:28 | 只看该作者
本帖最后由 xch 于 2020-4-8 17:24 编辑
玄德 发表于 2020-4-8 12:13
LT1739,不算引脚,本体的尺寸是 13.0 x 7.6mm。
不看PCB布线,只看飞线,那么绕路也就多绕了 10mm 左右, ...

你在输入IN-端 做个rc 补偿电路并联接地。你原先的RC网络参数不符合要求:1/(2ΠRC)<5MHZ; 200Ω + 330pF  差不多对应于 2.4MHZ.  100Ω+270pF 对应于5.89MHZ.

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20
AD797| | 2020-4-8 23:04 | 只看该作者
本帖最后由 AD797 于 2020-4-8 23:18 编辑

如果你无法分析高频振荡产生的原因,迟迟解决不了问题,就应该老老实实的参照器件手册。

LT1739手册都说了10倍放大稳定,你为啥还要放大1倍?谁说1倍能补偿过来?
看到10倍放大稳定,考虑到实际的不利情况,一般都要先放大10倍以上,稳定了,再降低到10倍。

放大倍数用的电阻,为什么不参考器件手册上的阻值?而是采用3k/30k?  手册上交代了,反馈电阻用1k及以下,你用30k!

补偿电路为什么不采用手册上的参考结构?

还有要考虑该芯片在xDSL中的实际场景,输入源电阻和输出负载搞成跟xDSL中实际情况类似。
处处与器件手册作对   能稳定也是见鬼了  或走大运了  

总之,自己搞不定,就老老实实,一字不差的参照器件手册的参数和电路结构。  
高频的东西,不是像你在低频时那么随心所欲。


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zyj9490 2020-4-9 08:27 回复TA
高频或射频的不好搞,分布因素太多,要没很有经验,要没很有测试设备(网络仪)可以检测,最低的完全按原厂复制或原则(原厂的)。 
玄德 2020-4-8 23:18 回复TA
好的,谢谢! 
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