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电路问题分析 [复制链接]

 

如下图所示电路出现问题如下: 微信图片_20210923114039.jpg

1.上面运放的输出V1处用6位半万用表测试,值在uV位大约以1uV/S的速度往下掉,(表笔搭了大约10秒钟,无停止)。

测试反向端对地电压,在11-12uV范围跳动,似乎正常。

如何解释V1下降问题。

2.下面的运放输出在10uV级跳动,最大变化30uV,同样存在输出逐渐下降问题。

测试反向端对地,电压值在22uV左右,1uV的范围跳动,似乎也没问题。

这个运放电路存在什么问题?

此帖出自模拟电子论坛

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电路不对,高压输入需先分压,然后运放电路按增益需要确定反馈电阻阻值。

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这个不是这个电路故障的原因吧? 必须负压输入,后面进ADC,所以必须反相一下。 另外,电压跌落似乎是DC-500V的原因。 现在是下面的运放有一个50HZ的纹波,不是电源产生的(上面运放没有),怀疑是震荡,但  详情 回复 发表于 2021-9-24 08:48
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chunyang 发表于 2021-9-23 18:26 电路不对,高压输入需先分压,然后运放电路按增益需要确定反馈电阻阻值。

这个不是这个电路故障的原因吧?

必须负压输入,后面进ADC,所以必须反相一下。

另外,电压跌落似乎是DC-500V的原因。

现在是下面的运放有一个50HZ的纹波,不是电源产生的(上面运放没有),怀疑是震荡,但计算的补偿是对的,不应震荡。

点评

可能性: 1,运放有一个偏置电流,电路平衡后,挂万用表,万用表的采样分流及空间磁场耦合会破坏这种平衡。 2,可能你的表笔环路感应到了别的甚低频磁场变化,比如说附近有个铁块在移动,太阳黑子等,1uV/V很  详情 回复 发表于 2021-9-24 19:11
『现在是下面的运放有一个50HZ的纹波,不是电源产生的(上面运放没有),怀疑是震荡』 此电路中运放产生振荡的可能性很小。50Hz纹波,可能是输入的负500V中已经含有这个纹波成份。  详情 回复 发表于 2021-9-24 10:27
『另外,电压跌落似乎是DC-500V的原因。』 那你就要同时测量输入端的负500V直流电压和C1两端电压才能够判断是否负500V的原因。  详情 回复 发表于 2021-9-24 10:25

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上面那个运放,计算得输出电压75mV,你的ADC需要75mV输入?

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这个最大就只能这么多了  详情 回复 发表于 2021-9-24 10:36

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呜呼哀哉 发表于 2021-9-24 08:48 这个不是这个电路故障的原因吧? 必须负压输入,后面进ADC,所以必须反相一下。 另外,电压跌落似 ...

『另外,电压跌落似乎是DC-500V的原因。』

那你就要同时测量输入端的负500V直流电压和C1两端电压才能够判断是否负500V的原因。

点评

这个逆变模块前面是可调LDO供电,明显感觉发热了,测试DC-500,本身以mV级跌落,按比例计算,运放输出就应该uV跌落  详情 回复 发表于 2021-9-24 10:38

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呜呼哀哉 发表于 2021-9-24 08:48 这个不是这个电路故障的原因吧? 必须负压输入,后面进ADC,所以必须反相一下。 另外,电压跌落似 ...

『现在是下面的运放有一个50HZ的纹波,不是电源产生的(上面运放没有),怀疑是震荡』

此电路中运放产生振荡的可能性很小。50Hz纹波,可能是输入的负500V中已经含有这个纹波成份。

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这个不是电源的问题,R4与电源断开,对地测试会产生50HZ信号,值增大越明显,有人分析认为,R4太大,本身就容易引入工频干扰。这点,我开始相信了,R4最大可以达到2000M  详情 回复 发表于 2021-9-24 10:40

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maychang 发表于 2021-9-24 10:22 上面那个运放,计算得输出电压75mV,你的ADC需要75mV输入?

这个最大就只能这么多了


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maychang 发表于 2021-9-24 10:25 『另外,电压跌落似乎是DC-500V的原因。』 那你就要同时测量输入端的负500V直流电压和C1两端电压才能 ...

这个逆变模块前面是可调LDO供电,明显感觉发热了,测试DC-500,本身以mV级跌落,按比例计算,运放输出就应该uV跌落


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maychang 发表于 2021-9-24 10:27 『现在是下面的运放有一个50HZ的纹波,不是电源产生的(上面运放没有),怀疑是震荡』 此电路中运放产 ...

这个不是电源的问题,R4与电源断开,对地测试会产生50HZ信号,值增大越明显,有人分析认为,R4太大,本身就容易引入工频干扰。这点,我开始相信了,R4最大可以达到2000M

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另一个帖子中你提到此帖上面运放输出没有50Hz成份而下面运放输出有50Hz成份。注意上面运放输出串联的电阻R3是100千欧,下面运放输出串联的电阻R6是10千欧,二者相差10倍。  详情 回复 发表于 2021-9-24 11:00
你的电路,R4是否可以用到20兆欧甚至2000兆欧,要看你使用的运放型号。 最好把你使用的运放说明书贴出来看看。  详情 回复 发表于 2021-9-24 10:57
没错,电路可能会从周围环境中引入50Hz工频干扰,因为测试环境中充斥着大量50Hz电场和磁场。 另外,为运放供电的电源,也可能引入50Hz工频干扰。  详情 回复 发表于 2021-9-24 10:55

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呜呼哀哉 发表于 2021-9-24 10:40 这个不是电源的问题,R4与电源断开,对地测试会产生50HZ信号,值增大越明显,有人分析认为,R4太大,本身 ...

没错,电路可能会从周围环境中引入50Hz工频干扰,因为测试环境中充斥着大量50Hz电场和磁场。

另外,为运放供电的电源,也可能引入50Hz工频干扰。


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呜呼哀哉 发表于 2021-9-24 10:40 这个不是电源的问题,R4与电源断开,对地测试会产生50HZ信号,值增大越明显,有人分析认为,R4太大,本身 ...

你的电路,R4是否可以用到20兆欧甚至2000兆欧,要看你使用的运放型号。

最好把你使用的运放说明书贴出来看看。


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呜呼哀哉 发表于 2021-9-24 10:40 这个不是电源的问题,R4与电源断开,对地测试会产生50HZ信号,值增大越明显,有人分析认为,R4太大,本身 ...

另一个帖子中你提到此帖上面运放输出没有50Hz成份而下面运放输出有50Hz成份。注意上面运放输出串联的电阻R3是100千欧,下面运放输出串联的电阻R6是10千欧,二者相差10倍。

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都是在RC前面测试的,所以滤波是不会产生影响的。现在有点乱 ,下面那个 运放补偿(噪声增益补偿)进行时计算认为是有效的,可是对电路没一点用处。运放是OPA140,寄生输入电容约在20pF,那个反馈电阻165K,计算会在4  详情 回复 发表于 2021-9-24 11:31

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maychang 发表于 2021-9-24 11:00 另一个帖子中你提到此帖上面运放输出没有50Hz成份而下面运放输出有50Hz成份。注意上面运放输出串联的电阻 ...

都是在RC前面测试的,所以滤波是不会产生影响的。现在有点乱 ,下面那个 运放补偿(噪声增益补偿)进行时计算认为是有效的,可是对电路没一点用处。运放是OPA140,寄生输入电容约在20pF,那个反馈电阻165K,计算会在48K左右产生极点,所以认为肯定不稳定。

现在把反相端的补偿网络去掉,在下面运放的反馈电阻上并联1uF电容,既没有震荡,50Hz的影响也解决了。可是道理说不过去,因为增益电阻R4>>R5,这个电容产生的零极点重合了。完全绕进去了。

点评

补偿运放输入电容,开始那个电路的方法是不对的,应该就是在反馈电阻上并联电容。 运放输入端的分布电容在反馈网络中形成一个极点,你开始那个电路C5增加的还是极点,所以无法补偿。  详情 回复 发表于 2021-9-24 12:21
『都是在RC前面测试的,所以滤波是不会产生影响的。』 如果是在RC之前测量,当然RC数值不会产生影响。 那么,下面运放输出含50Hz纹波的原因可能是R4比R1大得多,受环境中工频电场影响也更大。  详情 回复 发表于 2021-9-24 12:07

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呜呼哀哉 发表于 2021-9-24 11:31 都是在RC前面测试的,所以滤波是不会产生影响的。现在有点乱 ,下面那个 运放补偿(噪声增益补偿)进行时 ...

『都是在RC前面测试的,所以滤波是不会产生影响的。』

如果是在RC之前测量,当然RC数值不会产生影响。

那么,下面运放输出含50Hz纹波的原因可能是R4比R1大得多,受环境中工频电场影响也更大。


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呜呼哀哉 发表于 2021-9-24 11:31 都是在RC前面测试的,所以滤波是不会产生影响的。现在有点乱 ,下面那个 运放补偿(噪声增益补偿)进行时 ...

补偿运放输入电容,开始那个电路的方法是不对的,应该就是在反馈电阻上并联电容。

运放输入端的分布电容在反馈网络中形成一个极点,你开始那个电路C5增加的还是极点,所以无法补偿。

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依我看,楼主需要补偿的不是运放反相端对地的输入电容,而是补偿R1和R4两端的分布电容。若有带宽要求,按其与Rf之比,在Rf两端并电容才是,若是只测直流分量,那可适当并大一点,以响应速度可接受为宜  详情 回复 发表于 2021-9-24 19:24

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gmchen 发表于 2021-9-24 12:21 补偿运放输入电容,开始那个电路的方法是不对的,应该就是在反馈电阻上并联电容。 运放输入端的分布电 ...

认为反馈电阻+运放输入电容会导致不稳定。

反馈电阻并联电容的补偿为超前补偿,这种补偿通常是反馈电阻大于增益电阻才有效,现在是增益电阻远远大于反馈电阻,从计算公式来看,根本无效的,但实际就是有效。

微信图片_20210924144643.jpg

这个RG>>RF,中间括号内容应抵消,即使是单位增益稳定,后面括号不考虑时,寄生电容产生的极点根本就等于没处理,可是没震荡

 


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呜呼哀哉 发表于 2021-9-24 08:48 这个不是这个电路故障的原因吧? 必须负压输入,后面进ADC,所以必须反相一下。 另外,电压跌落似 ...

可能性:

1,运放有一个偏置电流,电路平衡后,挂万用表,万用表的采样分流及空间磁场耦合会破坏这种平衡。

2,可能你的表笔环路感应到了别的甚低频磁场变化,比如说附近有个铁块在移动,太阳黑子等,1uV/V很小。表笔直接短路看一下

电路本身没啥问题

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gmchen 发表于 2021-9-24 12:21 补偿运放输入电容,开始那个电路的方法是不对的,应该就是在反馈电阻上并联电容。 运放输入端的分布电 ...

依我看,楼主需要补偿的不是运放反相端对地的输入电容,而是补偿R1和R4两端的分布电容。若有带宽要求,按其与Rf之比,在Rf两端并电容才是,若是只测直流分量,那可适当并大一点,以响应速度可接受为宜

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感谢。 把原先的补偿和R4并联的电容均去掉,测试运放的反相端对地,直流电压只有11uV,可以确定运放没有震荡,不加补偿可以。R4并联的电容对闭环增益有一个低通效果,并到1uF,感觉可以了  详情 回复 发表于 2021-9-24 20:57
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PowerAnts 发表于 2021-9-24 19:24 依我看,楼主需要补偿的不是运放反相端对地的输入电容,而是补偿R1和R4两端的分布电容。若有带宽要求,按 ...

感谢。

把原先的补偿和R4并联的电容均去掉,测试运放的反相端对地,直流电压只有11uV,可以确定运放没有震荡,不加补偿可以。R4并联的电容对闭环增益有一个低通效果,并到1uF,感觉可以了

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反相放大没3级移相不满足振荡条件,你测到下面的跳动,是因为R5相对较大,R4本身及两端节点及网络的分布电容耦合过来的信号被放大。 R4上的分布电容按1pF计,输入网络是0.1HZ的单极点+10KHz双极点,在R5上并100p  详情 回复 发表于 2021-9-24 22:19

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本帖最后由 PowerAnts 于 2021-9-24 22:21 编辑
呜呼哀哉 发表于 2021-9-24 20:57 感谢。 把原先的补偿和R4并联的电容均去掉,测试运放的反相端对地,直流电压只有11uV,可以确定运放没 ...

反相放大没3级移相不满足振荡条件,你测到下面的跳动,是因为R5相对较大,R4本身及两端节点及网络的分布电容耦合过来的信号被放大。

R4上的分布电容按1pF计,输入网络是0.1HZ的单极点+10KHz双零点,在R5上并100p应改就很稳定了。若不行,检查R4的分布参数

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"反相放大没3级移相不满足振荡条件",不是两级就够180°相移了,为什么么需要三级?反相放大电路究竟特殊在哪?  详情 回复 发表于 2021-9-26 09:11
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