运放输出经过无源滤波器波形失真

只看该作者 · 2021-5-15 18:37

本帖最后由 202059mm 于 2021-5-15 18:38 编辑

如图，输入信号为0.64V，放大7.2倍后以4.6V信号经过一个自己设计的12MHz滤波器。仿真使真确的，做实物时发现正弦波被顶部削波了，幅值为2.96V（滤波器输入输出端波形幅值都一样，都削顶，都是2.96V）。实际制作中是使用DDS信号源AD9833芯片产生信号，仿真就使用信号源代替了。另外，实物中运放ADA4891（单电源供电2.7V至5.5V）是使用单电源5V供电，仿真只能用双电源±5V供电，不然仿真运行会报错仿真不了。

如果实物中直接接信号源不经过运放，直接经过无源滤波器结果是正确的。波形没有削顶，没有失真，幅值变为信号源输出的一半（50欧阻抗匹配原因），说明设计的滤波器没有问题。这么说是运放的问题，但是找不出具体问题在哪

2万 · 2021-5-15 21:27

看了3遍也没看明白。
1、运放的供电必须足够，没明白实际供电，单电源，输入信号是单极性？2.96V啥意思？
2、运放的带载能力必须足够，负载有47欧姆，如果5V供电，能否输出4.6V？

只看该作者 · 2021-5-15 22:26

gx_huang 发表于 2021-5-15 21:27
看了3遍也没看明白。
1、运放的供电必须足够，没明白实际供电，单电源，输入信号是单极性？2.96V啥意思？
2 ...

1、4.6V是运放的输出信号幅值，2.96V是我将运放输出端连接到滤波器后，无论是滤波器输入端还是输出端，都变为2.96V了，所以波形顶部直接削顶了。
2、带负载这个我没怎么考虑过，如果不接滤波器是可以输出4.56V的。

只看该作者 · 2021-5-15 22:45

本帖最后由 202059mm 于 2021-5-15 22:47 编辑

king5555 发表于 2021-5-15 21:50
电源5V，而负载47Ω或51Ω，最大峰対峰必然小于5Vpp，实际还会再小，自个查看手冊，我就不看了。单电源通常 ...

厉害，虽然有些我还搞不懂！我是看了一篇**快速设计无源滤波器的

。
1、我这个之前是设计12MHz截止频率，在25MHz下降40db，算出了7阶滤波器。我好像设计有点问题，我用的是DDS芯片产生信号源，该DDS芯片带200欧负载，那设计的滤波器是不是也应该是200欧？我这设计为50欧了，由于买的电阻没有50欧所以就使用47欧代替了，其他电容电感也是使用能买得到的值代替理论计算值，有点偏差，但仿真可以的。
2、没有接滤波器这个运放最大能输出峰峰值4.56V左右（虽说是轨到轨运放），但是为啥接上滤波器变为2.96V，小这么多？带负载情况没有考虑到，这个还有点搞不清楚，电路知识还不够不扎实。
3、第三个问题想问下为啥4~5阶可以了啊，阶数高会有影响吗？

只看该作者 · 2021-5-16 09:44

king5555 发表于 2021-5-15 23:26
1,信号1MHz，载止12MHz，相距12倍，就不需陡峭的滤波，一般三阶对于信号2倍频率，就可以衰减30dB，因此推断 ...

1、其实我信号是DDS芯片（AD9833）输出0~9MHz，我看到网上的无源滤波都是六阶。
2、运放负载是50欧姆，那我滤波器后面的负载是47欧，相当阻抗匹配，那好像也不对啊。空载4.6V，阻抗匹配后不应该变为2.96V，而且怎么会波形顶部削顶了呢？

只看该作者 · 2021-5-16 10:22

谢谢楼主分享

只看该作者 · 2021-5-16 12:14

king5555 发表于 2021-5-16 10:59
空载4.6V，阻抗匹配后不应该变为2.96V。~~~由于L丶C都有误差，以及当初仿真是以理想的L丶C，从滤波器源头 ...

我仿真的时候按照修改的值结果也挺正确的

空载的时候没有削顶。把LC滤波电路删掉去接47欧电阻也是一样的2.96V。按照这个想法只接电阻，我接100欧时输出3.76V，接200欧输出4.08V，300欧姆时输出4.24V，再加大电阻峰峰值就上不去了。电阻加大时波形削顶也没那么明显了。但还是有一点削顶

接滤波器一定要阻抗匹配嘛，那输出幅值岂不是减半了？

2万 · 2021-5-16 14:31

我感觉应该是仪器用的不对你看一下接入运放以后信号源的输出

只看该作者 · 2021-5-16 16:36

king5555 发表于 2021-5-16 15:02
如图，是否削顶取决于Rf/Rg，代表原先Rg(=100欧姆)过小，就是削顶。
在做功率传递或者频率高(多高，我不 ...

还是有点不懂啊，“Rg(=100欧姆)过小，就是削顶”不就是说明放大倍数大了，但是我这放大后也就4.6V。而且我运放接不同RL值，削顶程度不一样，RL大的时候削顶没那么严重。

运放输出经过无源滤波器波形失真

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