电路在通电且无输入的情况下出现异常波形

l454

电路在通电且无输入的情况下出现异常波形 [复制链接]

基于晶体管的CASCODE电路，两个管都是npn型管，供电电压为+5V，当电路正常工作时（电阻R6为2KΩ，R3为2kΩ），Vout大约是3.9V，A点电压为3.75V，B点电压为2.9V，Vin电压为1.7V，C点电压为1.1V。

 

现在想要降低R3的电阻值，从而获得更大的集电极电流IC=C点电压/R3。当降低R3为1.5kΩ时，无输入的情况下，示波器采用AC耦合，滤掉直流量，上面为时域波形，下面为做了fft的频域

 

Vout输出为：

  A点电压为：

  B点电压为：

  Vin电压为：

  C点电压为：

 

maychang

【电路在通电且无输入的情况下出现异常波形】

想必是该电路通过电源内阻产生了振荡。这种寄生振荡很可能与前级（输入信号）和后级（负载）有关系。

l454

maychang 发表于 2024-10-21 07:38 【电路在通电且无输入的情况下出现异常波形】 想必是该电路通过电源内阻产生了振荡。这种寄生振荡很可能 ...

这个电路确实有前级输入电路和后级输出电路，但是在PCB板上只焊接图中的这个部分（不焊接其他部分电路），另外还焊接了电源的去耦电容（10μF与0.1μF），当通电以后也会发生振荡。

 

这种就是发生了振荡吗？这个电路中R3与C2是反馈电阻和反馈电容，存在反馈回路，是电流串联负反馈，但是这个电路结构无法使用运放的负反馈电路电路分析方法去分析反馈引起的自激振荡，相位裕度什么的。所以就有点棘手，不太知道解决问题的方向。

 

我之前怀疑是电源的纹波噪声中存在某些频率噪声，噪声通过R1与R2的分压，在Vin处输入，之后在Vout输出。但是感觉这个猜想不太正确。

maychang

l454 发表于 2024-10-21 09:26 这个电路确实有前级输入电路和后级输出电路，但是在PCB板上只焊接图中的这个部分（不焊接其他部分电路） ...

确实比较棘手。

Vin处和C3右端都悬空？那就没有前级和后级的事情了。

从第一幅波形图和第五幅波形图中看，周期约3us。这个频率是比较高的，所以很可能是该电路中元器件的分布参数所致。第二幅波形图中周期变大，有可能是示波器探头的输入电容的影响（A点对地的阻抗是比较高的，所以探头的输入电容影响也比较大）。

maychang

l454 发表于 2024-10-21 09:26 这个电路确实有前级输入电路和后级输出电路，但是在PCB板上只焊接图中的这个部分（不焊接其他部分电路） ...

你的示波器好像是挺高级的，估计不是一个通道。为何不多用几个通道，同时看看A、B、C以及电源正端的波形呢？

秦天qintian0303

可以分段测试，看看是那一部分导致的噪声

振动试验仪器

 

振动试验仪器

把一楼所说的各点电压放在电路图上，Q2三极管的Vbe电压是0.85V，按此电压三极管应该是进入饱和状态，Vce的电压应该是小于1V了。

l454

{2}
目前，忽略原图中的部分器件，如下图所示连接，即当做共射放大电路处理。但是！！！在其他元件都没换的情况下，依然会产生异常波形。

同时，对我1楼的内容进行补充，更换不同容值的电容（500pF、1nF、10nF、100nF、500nF）均依然有异常波形。若去掉电容C2，则无论R3取值是多少，则都不会产生异常波形。若不去掉电容C2，则R3只有大到一定程度才能不产生振荡。

目前怀疑是共射放大电路的交流增益的问题，即对于交流信号，电容C2短路（导致电阻R3被短路），此时交流增益为R6/（re）,re为晶体管内部电阻，阻值为25/Ic，集电极电流Ic的单位为mA。Ic改变的时候，交流增益改变，且变化程度较大。温度稳定性太差了，因此考虑在C点和晶体管的射极之间再串联一个电阻，此时交流增益为R6/（re+电阻值）。

不知道这样能不能解决问题，各位大佬有没有其他的解决建议呀？谢谢各位大佬啦！！

 

l454

振动试验仪器 发表于 2024-10-22 10:42 把一楼所说的各点电压放在电路图上，Q2三极管的Vbe电压是0.85V，按此电压三极管应该是进入饱和状态，Vce的 ...

当调整R3，使得电路无异常波形的时候。调整电路：例如电流为0.5mA，R6为3k，此时Vout为3.5V，此时Q2处于饱和状态，但是输出没有异常波形。

目前已经确定问题出在晶体管Q1上面了，Q2没有影响。而且问题就出在R3和C2上面。