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运放电路求助

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楼主
以下图片是运放LTC6228作为正比例2倍运放和跟随器的输出结果。
VOUT1是信号源二分之一分压之后,再放大2倍的输出;
VOUT2是信号源直接经过跟随器之后的输出。
理论上来说,VOUT1和VOUT2是相等的,但是实际是VOUT1大于VOUT2(即VOUT2输出不了4V,信号源高电平为4V)。这是什么原因噪声的呢?
如果说,输出大电流使得运放输出不了4V,那么为什么VOUT1又可以输出4V呢?谢谢!
附件为LTC6228规格书。 LTC6228-6229.pdf (2.48 MB)


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zyj9490 2023-8-24 21:05 回复TA
共模电压范围 

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沙发
LcwSwust| | 2023-8-22 17:37 | 只看该作者

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板凳
Siderlee| | 2023-8-22 19:04 | 只看该作者
输入不是轨对轨

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王栋春 2023-8-23 13:23 回复TA
@zlf1208 :谢谢! 
zlf1208 2023-8-23 12:46 回复TA
@王栋春 :已发 
王栋春 2023-8-23 11:39 回复TA
@zlf1208 :请问有电子版的吗?wangdongchun79@163.com请分享一下,谢谢! 
zlf1208 2023-8-23 11:36 回复TA
@王栋春 :黑田彻的《晶体管电路设计与制作》讲述了如何用分立元件设计运放,实践性很强 
王栋春 2023-8-23 11:26 回复TA
@zlf1208 :请问坛友有运放方面比较浅显易懂的资料吗?太过专业的本人看不懂。 
zlf1208 2023-8-23 11:23 回复TA
@王栋春 :轨到轨电路需要特殊的设计,所以才有这个品种 
王栋春 2023-8-23 11:11 回复TA
@zlf1208 :坛友解释的非常形象,也就是说运放电路的输出越接近上下两条轨越好。 
zlf1208 2023-8-23 11:00 回复TA
@王栋春 :在设计电路的时候,正电源通常是最上面那条水平线,负电源通常是最下面那条水平线,二条水平线看上去像二条轨道,所以把电源线称为轨道线 
15625004279 2023-8-23 10:56 回复TA
@王栋春 :这个得看芯片具体参数,我用过的轨对轨运放,供电电压一般不会超过6V。具体有没有更大的,没找过。你可以看下mcp6002的资料。像常规的358运放,在用5V供电做成放大电路时,不论你怎么调大倍数最大输出也不会超过3.8V。但轨对轨就可以直接达到5V输出。 
15625004279 2023-8-23 10:45 回复TA
@王栋春 :简单的说法就是运放的输出电压可以达到电源电压 
地板
Siderlee| | 2023-8-22 19:05 | 只看该作者
LcwSwust 发表于 2023-8-22 17:37

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xmar| | 2023-8-22 19:29 | 只看该作者
R1,R3,R6,R9 都改成10K就正常了。

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6
ASHYLAI| | 2023-8-23 08:05 | 只看该作者
没有文件提问题不够意思呀

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奋斗之中| | 2023-8-23 08:41 | 只看该作者
xmar 发表于 2023-8-22 19:29
R1,R3,R6,R9 都改成10K就正常了。

为什么?这样就可以。

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15625004279| | 2023-8-23 10:49 | 只看该作者
R4接地是干嘛用的?

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9
zlf1208| | 2023-8-23 11:07 | 只看该作者
本帖最后由 zlf1208 于 2023-8-23 11:11 编辑
奋斗之中 发表于 2023-8-23 08:41
为什么?这样就可以。

因为运放输出电阻比较大,减小负载,输出电压就会上升,请看规格书,当负载为100欧时,如果输出是RR的,楼主的电路需要45mA的输出电流,输出RR是有条件的,不能想当然。


仔细阅读规格书是一个很好的习惯,也是电路设计最基本的要求。






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xiaxingxing 2023-8-24 18:43 回复TA
@I求知若渴 :是的,超出共模输入范围了。这么重要的参数居然没看到。谢谢! 
zlf1208 2023-8-23 12:39 回复TA
@I求知若渴 :U2的输入没有超过范围的 
zlf1208 2023-8-23 12:36 回复TA
@I求知若渴 :参数是不分轻重的,设计前都要看清楚,使用时都不能超越。楼主电路的输入信号超出范围,前面已经有人说过了,我就没重复说。再说了,理论上任何仿真都只能做参考,虽然大部分情况下是可信的。 
I求知若渴 2023-8-23 11:26 回复TA
看参数也要分前后和轻重,调负载确实可能改变输出状态,但超了输入共模范围就是错误应用,在错误应用下再怎么补救,输出再没问题也是错误,对稳定性和信号处理性能都是灾难。 
10
xiaxingxing|  楼主 | 2023-8-24 18:43 | 只看该作者
zlf1208 发表于 2023-8-23 11:07
因为运放输出电阻比较大,减小负载,输出电压就会上升,请看规格书,当负载为100欧时,如果输出是RR的,楼 ...

100 ohm是实际负载哦,不可以减小。而且实际也只有±4.5V供电。

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xiaxingxing|  楼主 | 2023-8-24 18:44 | 只看该作者

是的,超过共模电压输入范围了,这么重要的参数居然没看到。谢谢!

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12
zlf1208| | 2023-8-25 08:43 | 只看该作者
本帖最后由 zlf1208 于 2023-8-25 10:08 编辑
xiaxingxing 发表于 2023-8-24 18:43
100 ohm是实际负载哦,不可以减小。而且实际也只有±4.5V供电。

那你要在运放后面加扩流电路(类似下面图片的电路),运放本身没这个能力,但是加了扩流电路,RR输出成问题了。




下面的电路结构或许能帮到你,但是你对电路的高频特性要求不低,所以这个电路是否能行,需要验证,其中的三极管必须选用射频管






刚才没看仔细,这个电路也不能做到RR输出,图片无法撤回,只能在此说明。

要实现RR输出,只能用共射极电路,不能使用共集电极电路,而共射极电路需要额外的补偿,会影响电路的高频性能,MOS管也类似。



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13
zlf1208| | 2023-8-25 09:46 | 只看该作者
本帖最后由 zlf1208 于 2023-8-25 12:50 编辑
xiaxingxing 发表于 2023-8-24 18:43
100 ohm是实际负载哦,不可以减小。而且实际也只有±4.5V供电。

这个不能变,那个不能变,要明白那只是需求,如果现实世界满足不了这样的需求,那到底是人类去适应现实世界呢,还是现实世界来适应人类呢?

任何设计都是折中的结果,现实世界中,十全十美是不存在的。在个人能力没有问题的前提下,当现实世界满足不了需求的时候,只能降低要求,委曲求全,否则就是无法完成的任务。

在我看来楼主的需求中频率特性不能改,负载不能改,唯一能改的就是电源,因为带宽730MHz的运放可选范围很小,运放的输出又需要扩流,而能简单满足频率特性的扩流电路就是推挽射极跟随器,即共集电极电路,这个拓扑做不到RR输出,所以只能调整电源电压,如果外部电源电压不可变,那建议内部做升压电路来满足需求,好在负载电流不是特别大,升压还是能够实现的。这就是我说的委曲求全。


新的问题又来了,fT超过800MHz的PNP三极管不容易找到,难啊!
如果驱动负载时可以不需要PNP的下管,那扩流方案还是可行的,否则也走不通。

我在工作中用到中小功率的NPN型射频三极管,所以对这块相对比较熟悉,在NPN中小功率的射频三极管中,制造的厂家没几个,这些三极管的IC绝大部分都小于50mA,介于50~100mA间的品种不多,PNP型的好像一个都没有。


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zlf1208| | 2023-8-26 15:23 | 只看该作者
本帖最后由 zlf1208 于 2023-8-27 08:14 编辑
xiaxingxing 发表于 2023-8-24 18:43
100 ohm是实际负载哦,不可以减小。而且实际也只有±4.5V供电。

如我上面所说,在±4.5V工作电压下,100欧负载需要扩流,而这么高的频率扩流又找不到器件,今天仔细查阅datasheet,得知在±5V工作电压下,输出50mA电流时高电平的饱和压降大约在0.7V左右(参见下面的截图),5-0.7=4.3V > 4V,所以提高工作电压是可以满足楼主的需求的。此芯片的极限工作电压是±6V,建议使用±5.2~5.5V的电源电压。

即使扩流方案可行也还是要提高电源电压的,那在提高工作电压后,芯片本身就能够满足需求,何乐不为呢!









所以最终的可行方案应该是:二倍放大电路(楼主仿真的U2电路,反馈电阻改成datasheet推荐的1K),±5.2V工作电压。

跟随器电路(楼主仿真的U1)因Vcmr过于接近极限条件,不建议采用。





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