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运放构成正向放大器,为什么-Vin存在50mV电压而无输出?

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楼主
A—H|  楼主 | 2021-5-31 13:38 | 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 A—H 于 2021-6-1 00:47 编辑

本人使用了一片标准的运放IC(NE5532、OPA2694),考虑增加输入阻抗,电路接成了正向放大器。正向端+Vin对地输入了约10毫伏的交流正弦波,可是输出端几乎测不到输出的交流电压。但是测量负极输入端——  -Vin的时候,发现IC的负输入端有约50毫伏的正弦波。谁遇到过类似问题?想请教这是为什么?电路图见附件。

22.jpg (108.11 KB )

22.jpg

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沙发
GlenX| | 2021-6-2 19:01 | 只看该作者

运放构成正向放大器,为什么-Vin存在50mV电压而无输出?

图呢?忘了吧!搜索
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应该是简单问题。

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lyjian| | 2021-6-2 22:56 | 只看该作者
这两个不是轨到轨运放,输出输入电压没办法达到电源端电压。
输入输出电压要小于供电2V左右才能正常工作,具体看看规格书。

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地板
A—H|  楼主 | 2021-6-4 19:28 | 只看该作者
lyjian 发表于 2021-6-2 22:56
这两个不是轨到轨运放,输出输入电压没办法达到电源端电压。
输入输出电压要小于供电2V左右才能正常工作, ...

首先,非常感谢你的回复。
前图中的工作电压为5V,单电源供电。
我说的输出没有交流电压指所使用的示波器没有显示1MHz的正弦波。
想请教你在图中增加了一个2k的电阻是什么意思?
我设计的这个电路是为了接收非常微弱的高频电压,感应绕组的电压约1nV,所以必须增加输入阻抗。你增加了2k电阻,可能增加噪声,而且有分流。如果不考虑电阻噪声,我就设计反相放大器了,输入电阻Ri=5k甚至更大了。
我还想知道为什么在IC的负输入端有50mV的电压,而输出端没有?
电路设计存在什么问题?
谢谢。

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A—H|  楼主 | 2021-6-4 19:34 | 只看该作者
GlenX 发表于 2021-6-2 19:01
图呢?忘了吧!搜索
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应该是简单问题。

首先谢谢你。
把电路图附上,供电电压为5V。

11.jpg (107.82 KB )

11.jpg

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wanwenhao1| | 2021-6-5 12:37 | 只看该作者
本帖最后由 wanwenhao1 于 2021-6-5 12:39 编辑

特意仿真了一下,没发现楼主说的问题。

楼主测量出的负输入端的交流电压,其频率是多少,是否为Vcc电源的波纹电压所致。


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A—H|  楼主 | 2021-6-5 16:59 | 只看该作者
本帖最后由 A—H 于 2021-6-5 17:16 编辑
wanwenhao1 发表于 2021-6-5 12:37
特意仿真了一下,没发现楼主说的问题。

楼主测量出的负输入端的交流电压,其频率是多少,是否为Vcc电源的 ...

非常感谢你付出的劳动。
首先要说明的是:我输入的频率:400kHz~2MHz。-Vin用数值示波器测量的正弦波频率与输入端的频率相同,有效值为50mV(对地)。
你发的图片我没有看明白,A、B两个通道分别是IC的哪一个点?请问输入电压是多少?输出是多少?-Vin的电压是多少?为什么波形图上B通道是约3mV,而A通道是122mV?从放大倍数上看,结果应该差不多。可是你的图上输入是10mV呀,麻烦告知。

我更换了电路上的电阻,Ri=2k,Rf=10k,结果基本一致,与理论上的差异我难以解释。
请教你告知。

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8
wanwenhao1| | 2021-6-5 17:13 | 只看该作者
本帖最后由 wanwenhao1 于 2021-6-5 17:16 编辑
A—H 发表于 2021-6-5 16:59
非常感谢你付出的劳动。
首先要说明的是:我输入的频率:400kHz~2MHz。-Vin用数值示波器测量的正弦波频 ...

将图作了标注,这些数值及波形应该是你关心的内容。1/2Vcc是用两个2K电阻分压获得。

输入的信号端显示是有效值10mV、1MHz的交流信号。双踪示波器中,幅度大的波形是输出波形(每格100mV),幅度小的是运放负输入端的波形(每格5mV)。

万能表处于交流档,显示的数值是有效值。

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A—H|  楼主 | 2021-6-5 17:22 | 只看该作者
wanwenhao1 发表于 2021-6-5 17:13
将图作了标注,这些数值及波形应该是你关心的内容。1/2Vcc是用两个2K电阻分压获得。

输入的信号端显示是 ...

这么快回复,非常感谢。
理论上放大倍数应该是40,输出应该达到400mV多一点才对,甚至应该440mV,但是为什么只有122mV?

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10
A—H|  楼主 | 2021-6-5 17:44 | 只看该作者
GlenX 发表于 2021-6-2 19:01
图呢?忘了吧!搜索
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应该是简单问题。

图及说明已经附上,请指导。

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wanwenhao1| | 2021-6-5 17:49 | 只看该作者
本帖最后由 wanwenhao1 于 2021-6-5 18:10 编辑
A—H 发表于 2021-6-5 17:22
这么快回复,非常感谢。
理论上放大倍数应该是40,输出应该达到400mV多一点才对,甚至应该440mV,但是为 ...

122mV是示波器停止瞬间波形的参数,基本无意义。输出有效值只有万能表显示的95.918mV,这样的话,实际放大倍数只有9.59吧。
将信号频率改为400kHz,得到的仿真结果如附图:


放大倍数成为了21.13,看来频率会影响实际的放大倍数,连负输入端对地的交流信号电压都影响到了。

信号频率为2M的仿真结果:


都不一样哈。

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wanwenhao1| | 2021-6-5 18:46 | 只看该作者
刚才用不同的频率测试了仿真效果,得到如下数据,虽然测到的信号电压完全不同,但是输入端和输出端的信号比例都基本相同,为2.90。
将Ri和Rf分别更换为2k和10K,得到的数据在表的下方。放大倍数在不同频率下也基本一致,等于4.33。




你可以分析为什么会是这个放大倍数。

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wanwenhao1| | 2021-6-5 19:58 | 只看该作者
我不用分压电阻,将1/2Vcc直接用Vdd=2.5V替代,或者使用±5V双电源,将信号源到负输入端的那头接地,都能正确得到放大倍数40(不改电阻)或者6倍(改电阻后),看来是为了得到1/2Vcc,其分压电阻改变了运放的输入端等效电阻,从而影响了运放系统的放大倍数。





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cjseng| | 2021-6-5 20:49 | 只看该作者
A—H 发表于 2021-6-5 16:59
非常感谢你付出的劳动。
首先要说明的是:我输入的频率:400kHz~2MHz。-Vin用数值示波器测量的正弦波频率 ...

普通运放能达到400K~2M的频率?

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A—H|  楼主 | 2021-6-5 23:36 | 只看该作者
本帖最后由 A—H 于 2021-6-5 23:43 编辑
wanwenhao1 发表于 2021-6-5 19:58
我不用分压电阻,将1/2Vcc直接用Vdd=2.5V替代,或者使用±5V双电源,将信号源到负输入端的那头接地,都能正 ...

wanwenhao1, 太感谢你了。
从理论上说,采用分压电阻得到1/2Vcc,而且1/2Vcc采用了双电溶接地,一个2uf,一个10000pf,从交流通路上来讲,是一个完整的地电位,结果应当与双电源是相同的,为什么放大倍数那么小。无法解释。
另外,NE5532的增益带宽只有10M赫兹,高频情况下,放大倍数上不去是正确的。但是当双电源供电的时候,工作频率=2MHz时,放大倍数居然可以达到40。似乎解释不通。
还想请教一下。你这几次仿真的结果,是使用软件呢还是使用了实际电路?假设使用的实际电路。元件的连接,能够拍张照片展示一下吗?我怀疑虽然采用了紧凑焊接元件,是不是还有问题。

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wanwenhao1| | 2021-6-6 20:56 | 只看该作者
A—H 发表于 2021-6-5 23:36
wanwenhao1, 太感谢你了。
从理论上说,采用分压电阻得到1/2Vcc,而且1/2Vcc采用了双电溶接地,一个2uf, ...

我是用“Multisim14”软件模拟的。

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