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關(guān)于運放輸入信號過強造成輸出變成一條直線的問題 |
| 作者：qdf 欄目：模擬技術(shù) |
我用高速運放AD8011（300M帶寬）搭了一個簡單的同相放大器： 1－供電電壓是正負5V； 2－反饋電阻是1.5K歐姆，增益電阻是100歐姆；（放大倍數(shù)是16倍） 3－同相端對地接了一個50歐姆的匹配電阻； 4－1MHZ交流信號通過一個104的高頻電容耦合到同相端； 現(xiàn)在的問題是： 1－在輸出峰峰值沒有達到正負4V（AD8011可以輸出的最大電壓）之前，放大倍數(shù)和輸出波形都很完美； 2－繼續(xù)加大輸入信號的幅值，輸出信號并沒有變成設(shè)想中的頂部被削平的失真的正弦波，而是變成了一條直線，電壓是正4V或者負4V（隨機的，每次都不盡相同）。這時候把示波器切換成交流耦合方式，可以看到輸出端有10mV左右的交流分量。 請大家一起討論一下，謝謝！ |
| 2樓： | >>參與討論 |
| 作者： qdf 于 2006/7/6 15:27:00 發(fā)布：
補充一下，低頻的時候沒問題。 |
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| 3樓： | >>參與討論 |
| 作者： tjsheep 于 2006/7/6 15:42:00 發(fā)布：
在高頻大信號下，內(nèi)部有一級放大級極性反轉(zhuǎn) 那個反相放大的三極管飽和后，變成跟隨器了，于是放大極性反轉(zhuǎn)，反饋也變成正反饋了，輸出自然偏到一邊不動了，一般的普通運放會做保護電路，但是會降低帶寬，所以高速運放有這個要注意的。 |
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| 4樓： | >>參與討論 |
| 作者： mohanwei 于 2006/7/6 22:04:00 發(fā)布：
轉(zhuǎn)兩個剛搜索到的 相位反轉(zhuǎn) 當(dāng)迫使一個或兩個輸入端超過輸入共模電壓范圍時，很多放大器就會出現(xiàn)工作不正常。通過放大器的傳遞函數(shù)，實際上是顛倒轉(zhuǎn)換極性來代表相位反轉(zhuǎn)。在某種情況下，這可能在伺服系統(tǒng)中引起閉鎖，并可能造成永久損壞或不可恢復(fù)的放大器參數(shù)漂移。許多放大器有補償電路來阻止這些情況，但有些只是對反相輸入有效。此外，很多這類線路僅能工作在超過電源電壓幾百毫伏的情形。當(dāng)運放的一個或兩個輸入端被強行超過其輸入共模電壓范圍時，OP777/OP727/OP747具有保護電路來防止出現(xiàn)相位反轉(zhuǎn)。建議不要用超過電源電壓3V以上的信號持續(xù)地驅(qū)動該器件。 63. 如何設(shè)計實現(xiàn)一個共模范圍在0 － 120V 之間的低成本測量電池組電壓的裝置？ 答：這里所謂高共模輸入電壓,是指高范圍的同相輸入電壓,下面先說明運放一些概念： 運放有所謂的dynamic range是指運放(OP)未飽和時,正常動作時的輸出、入電壓范圍。一般而言dynamic range越大,電源電壓的有效利用率越高,例如處理同等級的信號時,就不需刻意提高電源電壓也獲得省能源效應(yīng)。尤其是可攜式消費性電子產(chǎn)品要求低電壓低耗電量的場合,高效率的電源電壓始終是備受重視的焦點,尤其是運放的ground電位,若是設(shè)于Vcc~VEE正負電源電壓的中點(亦即動作點)時,就可獲得極寬廣的dynamic range。有鑒于此設(shè)計人員通常會在不減損輸出dynamic range的前提下,使輸入dynamic range大于輸出dynamic range。 輸入信號的電位為VEE(電源電壓)時,有些OP它的極性會造成反轉(zhuǎn),雖然OUTPUT允許因過大輸入造成的飽和,不過大部份的情況卻不允許極性反轉(zhuǎn),所以兩單電源用在運放輸入信號到達VEE之前輸出會反轉(zhuǎn)。需注意的是即使是單電源使用運放,如果超越VEE下0。5V亦即VEE-0。5V 時,輸出的極性也可能會反轉(zhuǎn)。 所謂的同相輸入電壓范圍VICM(共模輸入電壓)是指兩個輸入端子與ground之間,可施加的同相電壓范圍。雖然施加的同相電壓超過該范圍時,并不會造成元件損壞等問題,不過卻會使運放的功能停止。只要差動輸入電壓作為增幅器時的動作正�；旧鲜�0伏特。同相輸入電壓范圍VICM與正負電源電壓相同是屬于理想狀態(tài)。 一般運放會利用差動放大器的CMR(共模信號消除比)來做相同成份的去除時,在有必要將同相范圍擴大的情況,可用增益(Game)1/10的反相放大器A2 之輸入Vs2訊號,另外用加法方式再加入一級也是增益(Game)1/10反相放大器A1之輸入Vs1訊號,這樣就可以達到同相輸入范圍擴大之差動放大。 如果要設(shè)計共模范圍在0 － 120V 之間,其上述反相放大器A1,可用R1=100K,Rf=10K,而反相放大器A2,也是用R1=100K, Rf=10K,并且反相放大器A1輸出串一10K電阻到反相放大器A2的負端輸入口即可。 |
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| 5樓： | >>參與討論 |
| 作者： qdf 于 2006/7/7 9:36:00 發(fā)布：
謝謝兩位！ 我的放大器理論上可以輸出4V，放大倍數(shù)是16，那么輸入250mV時，輸出就飽和了；輸入300mV，輸出就變成一條直線了。 而我搜索“相位反轉(zhuǎn)”，搜到的資料都說是輸入電壓達到電源電壓附近，而且是JFET運放才會發(fā)生“相位反轉(zhuǎn)的”。不知是不是這樣？ |
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