关于电压反馈电路的【RC滤波以及电压跟随】

登录 · 发表于 2014-4-5 21:24

最近看了几个设计案例，发现以前的电压采样电路我都是直接通过电阻分压，然后接到AD采集。
而其他人基本上都用到了RC滤波加电压跟随然后接到AD进行采样。
经过网上一番查询，貌似加电压跟随是为了起到隔离和缓冲的作用。消除前后级的互相影响。
但是始终不太明白这里的RC滤波是用来干嘛的？

发表于 2014-4-5 22:05

RC时间常数0.25秒，实在够慢。
你的AD每秒转换多少次？

电路输入电阻1k欧，跟随器输出又串联个1k电阻再到AD，纯粹是增加失调造成的误差，什么“隔离和缓冲的作用”也没有。

发表于 2014-4-5 23:10

抛开具体参数，我觉得那个RC也就起个低通滤波作用吧，运放有隔离和增强驱动能力的作用！

发表于 2014-4-6 08:46

maychang 发表于 2014-4-5 22:05
RC时间常数0.25秒，实在够慢。
你的AD每秒转换多少次？

不太清楚了，，RC时间常数和AD转换速率的关系有多大啊？

还有就是这个图是我从网上找来的，他也在找问题，如果把跟随器后面的1K电阻去掉的话，会不会好一点？

总之
多谢指教了！

发表于 2014-4-6 08:47

loushaofeng 发表于 2014-4-5 23:10
抛开具体参数，我觉得那个RC也就起个低通滤波作用吧，运放有隔离和增强驱动能力的作用！ ...

隔离和增强驱动能力，，对于AD隔离的话号还能理解一些，但是为什么要增强驱动能力在此又何解？

发表于 2014-4-6 08:48

maychang 发表于 2014-4-5 22:05
RC时间常数0.25秒，实在够慢。
你的AD每秒转换多少次？

增加失调误差，高见！
这图的原作者就是说输入0V的时候，输出总会有0.3V左右的误差，降不到0V，难道原因是那个1K电阻吗？

发表于 2014-4-6 09:48

C1和R3都改小些，运放这里的缓冲总感觉多余了。实在要的话可以吧最后那电阻改小再测

发表于 2014-4-6 14:16

过客浅发表于 2014-4-6 08:47
隔离和增强驱动能力，，对于AD隔离的话号还能理解一些，但是为什么要增强驱动能力在此又何解？ ...

一般情况下，被检测信号输出阻抗较大，驱动能力较弱，而运算放大器具有数mA的驱动电流！通过运放隔离以后，相当于增强了驱动能力！

发表于 2014-4-6 15:18

关于图中RC滤波环节的作用，和ADC采样率和要求的精度等指标有关，想想“采样定理”是怎么说的？
如果你用16-bit ADC做数采，噪声要衰减到什么程度才能不对输出产生影响？对于图上的滤波环节，需要几个十倍程可以达到设计要求？

发表于 2014-4-6 15:26

过客浅发表于 2014-4-6 08:48
增加失调误差，高见！
这图的原作者就是说输入0V的时候，输出总会有0.3V左右的误差，降不到0V，难道原因 ...

LM158是比较“粗糙”的运放，输入偏置电流可达100nA甚至更大，datasheet上说明全温度范围内最大500nA。以最大值500nA计，在R3上压降为0.125V。通常温度下当然没有这么大，但输入为零而输出0.05V完全可能。

发表于 2014-4-6 18:50

加缓冲是为了增加驱动能力，使前后级信号关糸进行分离，不必考量后级输入阻抗的问题。

发表于 2014-4-6 21:19

LM158输出接1K电阻什么意思？

发表于 2014-4-6 21:22

maychang 发表于 2014-4-6 15:26
LM158是比较“粗糙”的运放，输入偏置电流可达100nA甚至更大，datasheet上说明全温度范围内最大500nA。以 ...

输入失调电压还有几毫伏呢，直接到输出端了呢。。。

发表于 2014-4-7 17:36

R4 的作用防振荡，现在AD前级是采样保持电路，是容性，往往驱动会振铃，加一个电阻，隔离下，也就是过阻尼，以指数律上升，带来的坏处是稳定时间加长，影响测量精度。

发表于 2014-4-7 18:48

zyj9490 发表于 2014-4-7 17:36
R4 的作用防振荡，现在AD前级是采样保持电路，是容性，往往驱动会振铃，加一个电阻，隔离下，也就是过阻尼 ...

神马。。。会影响测量精度吗？
貌似上面几楼说适当的RC会在高精度AD中会滤除噪声，提高精度。
还有振铃，我还是再去了解一下吧。

无论如何，谢谢解答！

发表于 2014-4-7 18:51

过客浅发表于 2014-4-7 18:48
神马。。。会影响测量精度吗？
貌似上面几楼说适当的RC会在高精度AD中会滤除噪声，提高精度。
还有振铃 ...

如果是低速的AD当然不会了。

发表于 2014-4-7 19:12

在将这些信号送入 ADC 进行转换之前，我们需要至少在信号输入和 ADC 输入之间放置一个运算放大器做为缓冲器。这是因为我们不知
道信号源的阻抗，为了防止高输出阻抗的信号源影响 ADC 的转换结果（较大的 R 带来大的 RC 时间常数，导致 ADC 无法在期望的时间内稳定到所需的精度），我们需要一个高输入阻抗低输出阻抗的器件来完成阻抗变换的工作，运算放大器就拥有这样的特性。而你所说的RC网络有见过在跟随器和ADC之间加的，没见过你这样的案例。rc网络加在运放跟ADc之间据说为了解决掉 ADC 输入端电荷注入效应对运放输出造成的影响。

发表于 2014-4-7 21:01

wangjakn 发表于 2014-4-7 19:12
在将这些信号送入 ADC 进行转换之前，我们需要至少在信号输入和 ADC 输入之间放置一个运算放大器做为缓冲器 ...

貌似说的很有道理啊。

[经验知识] 关于电压反馈电路的【RC滤波以及电压跟随】

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