標(biāo)題: 低阻抗！你時(shí)刻注意了么？ [打印本頁]
作者: jialinx    時(shí)間: 2015-9-13 19:59
標(biāo)題: 低阻抗！你時(shí)刻注意了么？
      
        最近在看一本大神寫的書，EDN博主大道至簡寫的《感悟設(shè)計(jì)》。里面的內(nèi)容不像教科書那樣系統(tǒng)，更像經(jīng)驗(yàn)筆記那樣，真實(shí)，詳盡，有味道。挑了一篇不錯(cuò)的文章，大家一起學(xué)習(xí)。從中可以學(xué)習(xí)作者解決問題的思路。

俺在EDN BBS上任模擬版的斑竹，有回答網(wǎng)友疑問的職責(zé)。某年某月回答了一個(gè)模擬電路的問題，是解決一個(gè)電路自激振蕩的問題。比較有代表性，特寫出解決問題的思路，和大家分享。

以下是該帖子的原文，為便于理解，對原文作了一些修改：

        
      
      
我用OPA637A作了一個(gè)有耗損的積分電路。（以前在這里問過關(guān)于積分電路的問題，再次謝謝當(dāng)時(shí)回帖的各位）調(diào)整反饋電容與電阻的搭配本來一切都正常，可當(dāng)我接入了一個(gè)buffer LH0002Ch 或 CLM6321作為同軸電纜驅(qū)動(dòng)的時(shí)候電路就出現(xiàn)振蕩。
      
      
后來我發(fā)現(xiàn)把反饋電容調(diào)小，震蕩信號(hào)會(huì)變小，最終我用了3p的反饋電容總算穩(wěn)定了下來。可這樣就不得不調(diào)大與之并聯(lián)的電阻。這也不是長遠(yuǎn)之計(jì)啊！
      
      
后來還發(fā)現(xiàn)當(dāng)輸入端接入一個(gè)電容性的平板天線后這種振蕩的情況又會(huì)出現(xiàn)。震蕩的頻率為20MHz到30MHz的正弦波（頻率不穩(wěn)定），不知道是什么引起的。
      
      
電路圖如圖 1
      
      
圖 1

   

我仔細(xì)看了一下這個(gè)電路，然后我給出了回復(fù)

        
      
在R21和U2之間的那個(gè)網(wǎng)絡(luò)上，對地并聯(lián)一個(gè)電阻看看，電阻值分別選50、75、150、510、1k、10k。用示波器看看效果。如果不允許直接接電阻（可能會(huì)影響電路的直流工作點(diǎn)），那就在電阻上在串聯(lián)一個(gè)小電容。
      
      
可能是信號(hào)的反射，如果是的話，那我提出的辦法，估計(jì)就是一個(gè)解決的辦法
   

2天后，對方回帖，說：按照我的方法，可行。電阻最后選定了50歐姆。并表示感謝。這個(gè)時(shí)候，我也非常開心。更改后的電路如圖 2：

圖 2

我在BBS中幫助網(wǎng)友解決這個(gè)問題，但是我并沒有在BBS中說明解決問題的思路，我思維過程是這樣的：
l         首先第一個(gè)理由，電路進(jìn)入了不穩(wěn)定狀態(tài)。因?yàn)檎袷幍念l率和幅度都是不穩(wěn)定的、不可控的。
l         OPA637A這個(gè)運(yùn)算放大器，看似被連接成為負(fù)反饋。但有可能某些特定頻率的信號(hào)其實(shí)是正反饋的。
l         樓主說：“后來我發(fā)現(xiàn)把反饋電容調(diào)小，震蕩信號(hào)會(huì)變小，最終我用了3p的反饋電容總算穩(wěn)定了下來”。雖然這個(gè)也說明了更改負(fù)反饋電容可以解決一些問題，但是由于電路板分布參數(shù)的差異，所以不代表這個(gè)電路板生產(chǎn)100片、1000片，都可以用3pF的電容來解決問題。也不會(huì)因?yàn)殡娐钒褰裉炜梢砸驗(yàn)檫@個(gè)3pF電容穩(wěn)定下來后，明天還能繼續(xù)穩(wěn)定。

l         把負(fù)反饋電容減�。侵鬟�說“可這樣就不得不調(diào)大與之并聯(lián)的電阻”），其實(shí)是減小了某些高頻信號(hào)的回授電平。當(dāng)某些頻率的型號(hào)在這個(gè)電路形成正反饋后，減小這個(gè)電容和增大這個(gè)電阻，都可以減小正反饋。導(dǎo)致寄生振蕩暫時(shí)削除。
l         更改了C11和R12，對于有用的信號(hào)，他的負(fù)反饋也少了，同樣會(huì)導(dǎo)致不穩(wěn)定。所以我說“不代表這個(gè)電路板生產(chǎn)100片、1000片，都可以用3pF的電容來解決問題”。
l         所以更改C11和R12，是一種治標(biāo)不治本的方法。

那，為什么我的方法可以解決問題呢？先看看圖 3，這是運(yùn)算放大器OPA637A簡化后的等效圖。不管你愿不愿意承認(rèn)，以下幾點(diǎn)都是客觀事實(shí)：
l         任何信號(hào)它都有一定的信號(hào)源內(nèi)阻，包括有用的信號(hào)和沒用的噪聲信號(hào)。
l         任何放大器都有輸入端和輸出端，輸入端有輸入阻抗，輸出端也有輸出阻抗。
l         任何放大器都有本底噪聲、任何元器件都有熱噪聲、電路板也會(huì)接收天空的一些電磁波感應(yīng)出噪聲來。這些都是圖 3中所表述的“噪聲信號(hào)”
l         由于信號(hào)頻率、相位、在電路板上的布局、元器件額定參數(shù)和分布參數(shù)等原因，某些特定的信號(hào)在一個(gè)負(fù)反饋電路中，有可能會(huì)成為正反饋。



圖 3
圖 3中的R1，就是新增加的50歐姆電阻。

l         在運(yùn)算放大器的輸出端，同樣也有輸出阻抗，在圖 3中用Rx表示�，F(xiàn)在假設(shè)他的輸出阻抗是1 KΩ
l         假設(shè)后級放大器的輸入阻抗R2=10 KΩ，10K的假定值已經(jīng)是很低的了，實(shí)際上大部分放大器其輸入阻抗都大過100K。
l         R1沒有連接（就是樓主最早的那種狀態(tài)）。
l         假設(shè)放大后的信號(hào)有效值是1V。
l         Ry是運(yùn)算放大器輸出端一側(cè)的噪聲信號(hào)的等效信號(hào)源阻抗，一般噪聲信號(hào)源的內(nèi)阻都很大的�，F(xiàn)在假定它等于10KΩ。這個(gè)信號(hào)可以是前面描述的“放大器本底噪聲、元器件熱噪聲、電磁波感應(yīng)噪聲”，也可以是由于信號(hào)反射引起的振鈴噪聲。
l         在以上條件下，根據(jù)電阻分壓公式，大家可以粗略計(jì)算一下，接入了電阻R1后，無論是反饋到前端的信號(hào)還是給后級放大器的信號(hào)，其噪聲電平都將被大大衰減，而有用信號(hào)雖然也同樣會(huì)被衰減，但是由于其輸出阻抗比較低，被衰減的幅度不大。
l         即使電路中還是保留了某些特定頻率的正反饋通道，但是只要把正向反饋的幅度控制在不足以引起鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的水平，電路就永遠(yuǎn)自激不起來。
l         當(dāng)一個(gè)電路中沒用的噪聲信號(hào)被控制住了以后，電路自然就趨于穩(wěn)定。
   






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