运放输出接电容会带来的问题 您所在的位置:网站首页 运放发热正常吗 运放输出接电容会带来的问题

运放输出接电容会带来的问题

2024-06-11 21:23| 来源: 网络整理| 查看: 265

最近在电路设计的时候,运放输出需要接电容,而这种情况可能导致振荡,我在论坛求助得到的帮助及整个学习过程摘录于此。

各位同仁大家好! 最近在使用运放的时候遇到一个问题:我采用NE5532对输入信号进行放大,计划是先用一个NE5532的一路放大器进行一级放大,放大以后采用8阶的lc滤波,然后再用NE5532的第二路放大器进行二级进行放大,一级电路放大如下图所示。电路完成以后调试发现当我将输入信号的耦合电容C5去掉,输出signal_out存在一个峰峰值约为3V,频率在500k左右的正弦波,为了便于分析我将signal_out后级的滤波电路全部去掉,问题依然存在。之后我又陆续做了以下实验都没有解决问题,现我罗列在此,希望大家能从中看出问题所在并指点一二。

  1.增大c1到1u,波形依然存在,但是频率变为了一百多k,幅度几乎不变。   2.去掉c1,没有出现震荡波形。(实际应用中,我这个LC电路为多级滤波的第一级滤波,不能去掉)   3.去掉或者改变C2的值,波形频率不变,形状有变化。   4.在C5与R4的节点添加一个10k电阻到地,输出没有震荡波形。(这种方法我想可能会影响我对输入小信号的分辨率,目前不敢采用)   5.去掉电感L1,波形依然存在,频率和幅度不变,形状发生变化。   6.尝试在R3上并联1个0.1u的电容,结果是输出端震荡存在,输出幅度变小,频率变高到大约1M。   7.当我焊接上C5,并从signal_in添加测试信号时,输出端能够正常放大输入信号,且没有原震荡波形。(这一点最奇怪)

 

结贴总结: 感谢大家的帮助,经过大家指点我最终采用了修正我的滤波电路来完成这次电路调试。大多数热心朋友提到的在C4之后串联电阻,这种方法本质是增加一个零点,让零点靠近极点抵消掉极点的不稳定影响。该方法试验测试可以将震荡幅度降低,但是不能完全消除。最重要的是,我需要采样的信号经过电路以后幅度也同时被降低了,相当于我一级放大没有任何意义,因此舍弃。

7.当我焊接上C5,并从signal_in添加测试信号时,输出端能够正常放大输入信号,且没有原震荡波形。———— 其实一点不奇怪。当C5连接到前级信号源时,由于信号源内阻通常很小,负反馈深度大大减少,系统稳定性大大提高。 建议楼主更加深入地研究放大器稳定性方面的资料。

当C5去掉的时候(相当于断开,没有输入),整个运放处于跟随状态,放大倍数为1,跟随Vcc/2,跟随器在系统波特图上与增益-频率曲线交叉点处频率比较高,可能将反馈环路的极点包含进来。(从你实验数据上开,极点应该在500kHz左右)实际有输入时就不一样,放大倍数是5,响应频率比放大倍数为1是低,可能会避开这个系统极点(500kHz)。你的“  4.在C5与R4的节点添加一个10k电阻道地,输出没有震荡波形。(这种方法我想可能会影响我对输入小信号的分辨率,目前不敢采用)”应该也能说明问题。

当去掉C5后,或者外部没有接信号源,电路变成了射随器,而射随器是最容易起振的。另外运放的负载也容易起振。这样的电路如果PCB再布得不好,不起振才 怪。另外即使你再前面输入的地方加入接地电阻,如果运放输出性能不好,这个电路也特别容易起振。建议你后面使用有源滤波器,或者加个串联电阻,以改善电路 的零点!

从楼主的描述来看,我认为主要有两各方面的问题: 1.>放大器的容性负载太重,你串电阻也好,去掉电容也罢.都是减小了运放的容性负载. 2.>此电路的形式来看,应是一反向放大器电路.我们都知道,反向放大器R4的一端,要么接地,要么接一参考电压,目的是让它形成一个回 路.但当我们串了一个电容C5又让它悬空在那时,正如楼上有朋友说的那样,它其实是一个射随器带了很重的容性负载,所以导致振荡.但当我们给其前面加了信 号时,由于R4,R3中有电流通过(信号提供的),此时的电路是一个反向放大器.所以也就出现楼主看到的"正常的现象". 3.>建议:R4与C5接点间一定要提供一个电流通路(接地电阻,或接参考电压).在运放1脚与R3的接点间串一500--1K的电阻.供参考.

我觉得楼上分析都有道理,集中以下几点: 1)运放输出是含有输出电阻的,带过重的容性负载,容易让R3反馈由负反馈变成正反馈。 2)特别是C5开路后,R3/R4的分压关系不再存在,导致环路增益AF增大,更容易自激振荡。 改变C2不会影响这个环路的振荡关系。 方法有: 1)保持输入端信号通路的畅通,即把输入信号加上。 2)在输出端1脚直接并接一个电阻1k~10k接地。

归根到底问题就是运放接容性负载的问题,该问题可以参考以下这篇文章得到较好的解释和解决。 http://www.st.com/stonline/books/pdf/docs/14130.pdf 应用笔记是st的AN2653? Operational amplifier stability compensation methods       for capacitive loading applied to TS507 ———————————————— 版权声明:本文为CSDN博主「zbp_uestc」的原创文章,遵循 CC 4.0 BY-SA 版权协议,转载请附上原文出处链接及本声明。 原文链接:https://blog.csdn.net/beready/article/details/23439411



【本文地址】

公司简介

联系我们

今日新闻

    推荐新闻

    专题文章
      CopyRight 2018-2019 实验室设备网 版权所有