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浩仔|  楼主 | 2014-7-17 09:26 | 只看该作者 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式
所用芯片OPA820THS3091.三级放大,前两级OPA820放大25倍,第三极THS3091放大四倍,总放大倍数100倍。
局限:1OPA820输入不能用直流耦合,得用交流耦合;原因如下:因为是单电源供电,输入信号必须给一定的直流偏置才能正常输入和放大;由于没有负电压,反相输入端不能加负偏置,只能在同相加正偏置,我加偏置的方法是用电阻网络对电源进行分压,,但信号发生器信号源阻抗很小,用直流耦合的话,只要加信号,直流电位立马被拉低,所以用了交流耦合,但这种耦合的缺点就是:低频段衰减厉害(1KHz以下)
2、不能放大直流:在交流耦合,不放大直流的情况下,放大倍数正常,(同相端偏置电压时2.5V,放大倍数5倍),若把与R5串联接地的电容短路,偏置也该为0.5V,则直接都没输出了,很令人费解!
file:///C:\Users\ADMINI~1\AppData\Local\Temp\ksohtml\wps_clip_image-23612.png
                                      图1   总电路图
这两个问题是前两级放大的问题。
3、在3091的反相输入端加125v的基准电压,这个电压会变化,如图2file:///C:\Users\ADMINI~1\AppData\Local\Temp\ksohtml\wps_clip_image-11862.png
2  3091第二版电路
偏置不稳的原因:仅把反馈网络和偏置两块电路进行对比:
file:///C:\Users\ADMINI~1\AppData\Local\Temp\ksohtml\wps_clip_image-29964.png                                       file:///C:\Users\ADMINI~1\AppData\Local\Temp\ksohtml\wps_clip_image-11148.png
反馈网络                                                   偏置电路
通过这两个图就可看出,1.25V这个点的电压,由UoTL431这两个信号源共同作用,所以,这点的电压就不会是1.25V,第三版对这方面进行了改进,加了一个电压跟随器,如图3所示:
file:///C:\Users\ADMINI~1\AppData\Local\Temp\ksohtml\wps_clip_image-25365.png
                                            图三
第三版虽然把偏置不稳的问题给解决了,但是,在频率这一块又出了问题,问题是波形失真:数据简单如下:频率问题:耦合电容:10uf 100HZ-150KHz     104  1KHz-150KHz       103  20KHz-240KHz,这些频带中间波形发生失真,但电容又不能取太大,否则在低频段损失太大,第四版把这个问题解决了,如图4
file:///C:\Users\ADMINI~1\AppData\Local\Temp\ksohtml\wps_clip_image-31371.png
                                                        图4
4这个电路把偏置不稳和交流耦合波形失真的问题都给解决了,在接下来测试频率时,有出现新的问题,电路的通频带上不去,很窄,只有100KHz,我把这个问题归到反馈电阻上,验证的方案就是不改变放大倍数,改变反馈网络电阻配比,数据如下():
1
2
3
4
5
Rf
1KΩ
2KΩ
6.2KΩ
8.2KΩ
12KΩ
Rg
220Ω
510Ω
1.5KΩ
2KΩ
3KΩ
fH
100KHZ
150 KHZ
3MHz
3MHz
2.8 MHz
所以,我就取了第三组数据;
4、第一级放大在通频带内衰减的问题,处于上面的经验,我把第一级的数据按照上面的方法进行了测试(5倍):
1
2
3
4
5
Rf
2KΩ
3.9 KΩ
62KΩ
8.2KΩ
12KΩ
Rg
500Ω
1KΩ
1.5KΩ
2KΩ
3KΩ
f
1MHz
10MHz
1MHz
10MHz
1MHz
10MHz
1MHz
10MHz
1MHz
10MHz
Vpp
1.2V
1V
1.25V
1.08V
1.25V
1.1V
1.25V
1.1V
1.2V
1.09V
6
7
8
9
10
Rf
20KΩ
24KΩ
39KΩ
75KΩ
200KΩ
Rg
5.1KΩ
6.2KΩ
10KΩ
18KΩ
75KΩ
f
1MHz
10MHz
1MHz
10MHz
1MHz
10MHz
1MHz
10MHz
1MHz
10MHz
Vpp
V1.2
1.12V
1.2V
1.17V
1.2V
1.19V
1.23V
1.24V
0.64mV
0.55V
电路如下图5所示:
file:///C:\Users\ADMINI~1\AppData\Local\Temp\ksohtml\wps_clip_image-19556.png
                        图5
测试下来,通频带虽然好了点,但偏置又出现问题了,偏置变化了,因为反馈网络不改变的情况下,偏置是不会变的,我就想可能是改变反馈网络引起的,于是我又把反馈网络阻值改变来测偏置的正确与否。测试数据如下:
6
7
8
9
10
Rf
20KΩ
24KΩ
39KΩ
75KΩ
200KΩ
Rg
5.1KΩ
6.2KΩ
10KΩ
18KΩ
75KΩ
输出偏置
2.5V
2.6V
2.7V
3V
\
通过数据可以发现,虽然输入的偏置一直不变Vcc/2,但输出偏置会随反馈网络的改变而改变,最后,确定为20KΩ和5.1KΩ。
5、通过测这些数据还发现了一个现象,一直都有疑问但没解决的问题,就是这个运放会随着频率升高,输出峰峰值不降反而有一段升的过程,这次测数据是也出现了这种现象,20KΩ和5.1KΩ这一组反馈网络就出现了这种现象,而在75KΩ和18KΩ这组反馈网络虽然输出偏置改变,但由于输入幅度较小,没有出现波形被切去的现象,而且输出峰峰值在通频带内都是保持不变的,我们最想要的就是这种效果,输出峰峰值在通频带内既不衰减也不增加。这些现象PDF资料上也有,但情况跟我碰见的还不太一样。
file:///C:\Users\ADMINI~1\AppData\Local\Temp\ksohtml\wps_clip_image-22236.png
file:///C:\Users\ADMINI~1\AppData\Local\Temp\ksohtml\wps_clip_image-7521.png
file:///C:\Users\ADMINI~1\AppData\Local\Temp\ksohtml\wps_clip_image-9784.png
file:///C:\Users\ADMINI~1\AppData\Local\Temp\ksohtml\wps_clip_image-3056.png
PDF资料上显示的情况是反馈网络不变的情况下,测试出来的电路图,而我的情况是改变反馈网络后,发现的情况,改变了反馈网络就改变了反馈量,我想这个反馈量是影响以上现象的关键因素,我现在还搞不懂,从我开始学反馈一直到现在我都没搞懂,希望有经验的大神可以不吝啬的给予点指点!!!小弟在这先行谢过!
6、还有一个问题就是,放大电路一到高频区域,比如说5MHz以上,放大后的波形很不干净(波形正常,但如果放大看的话,波形上有很多杂波),不知是何原因,另外附有文件:电路图和PCB!

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沙发
hoyuet4712| | 2014-7-18 07:54 | 只看该作者

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板凳
浩仔|  楼主 | 2014-7-18 08:23 | 只看该作者
hoyuet4712 发表于 2014-7-18 07:54

I am sorry!

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地板
浩仔|  楼主 | 2014-7-18 08:31 | 只看该作者
宽带放大总结及电路.rar (1.45 MB) 这才是,东西都在里面!

宽带放大总结及电路.rar

1.45 MB

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5
浩仔|  楼主 | 2014-7-19 07:56 | 只看该作者
大侠们看看给点建议呗!上面的有问题,我又重新传了一遍!

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