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为何电压跟随器在负电压区域无法正常工作？

RimoAccelerator2023-04-04

大家好：

新手入门，刚接触电路设计，前来提问，多请包涵。

我使用NE5532搭了一个电压跟随器，正负电源输入分别为6.0 V和-5.5 V，在正输入端接直流输入，测负输入端的电压。电路如下：

其中反馈回路上要接外部电路，用R7代表，目的是使得负输入端的电压跟随正输入端，并且R7上没有电流通过。

在测试这个电路时，发现当输入电压Vcc > -0.8时，负输入端的电压基本等于Vcc，一直到3.3 V都正常；然而一旦Vcc < -0.85 V，负输入端的电压就恒定在-0.82 V了。我尝试更换了一些其他运放，如HA17358、LM2904N等，均是同样的现象。想请教大家，这是什么原因？

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6 个回答

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RimoAccelerator

实在不好意思，我发现昨晚发的电路图有巨大的错误，发帖时不小心画错了。实际采用的电路图如下，以此为准：

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2023-04-06

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15625004279

从图上看，你这负压是接在运放的负输入端上啊，文字上只描述了接了正负电源，但图上没体现出来。看不懂

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2023-04-06

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RimoAccelerator 2023-4-6 09:10 回复TA
不好意思图中标错了，第一行的运放中R4是接在负输入端跟输出端之间的。
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RimoAccelerator

不好意思，刚来论坛，不知道怎么贴图片。我在1楼是复制粘贴过来的；而点击“上传图片”的窗口是空白的，传不了。这次用了图床，不知道是否能看到：

1楼提到的问题，我今天排查之后，发现是由于在测电压的位置既接了万用表，也接了个ADS1115。本来的目的是验证ADS1115采集的电压数值对不对，结果在负电压区域起到了干扰的作用。将ADS1115去掉就一切正常了。不过虽然知道了怎么解决，但我并不清楚原理，如果大家知道的话，希望能告知我，多谢。
然后在这个电路中又遇到了几个问题，虽然现在能用，但是希望能搞明白。是关于上图下半部分的电流测量电路的，主要信息写在上图中了：
1. 这个电路的目的是施加一个交变的E，用INA219测量电路中的实时电流。最初的想法很简单，用运放将通过R7的电流i放大成iR5，再通过一个电阻，用INA219测量通过电阻的电流，预期随着E增加测量值线性变化。但结果发现，不能用电阻，反而必须用一个足够大的电感L1.否则就会呈现出下图这种极为怪异的曲线：

而如果换成330 mH的电感L1，就非常正常了。
发现这个现象的原因也比较神奇，在观察到上述怪异的曲线后，将数字电流表串联在INA219前面，希望验证INA219输出的电流到底对不对。没想到这个时候就好了！i随着E呈现很好的线性。于是我想肯定是电流表里的某些非电阻元件起了作用，试来试去发现必须有个电感。但是原理不清楚。
2. 关于R5的阻值，我碰巧一开始选了个146 Ohm，能够正常工作，但随后试着换成510 Ohm、1 kOhm等其他阻值，结果居然发现INA219测到的电流都会震荡！似乎只有146 Ohm是一个神奇的数值。这个现象跟C3存在与否以及大小没有关系，并且也不能被RC滤波器消除。
要理解以上这些现象实在超出我的能力范围，不知大家有什么想法，虚心请教。

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2023-04-05

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RimoAccelerator 2023-4-5 23:28 回复TA
对了，这里虽然在图中标注了E是个锯齿波，但其实变化速度很慢，要几秒钟才能变化一个周期。
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zchong

电路图看不到，重点排查运放的负电源是否存在问题。

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2023-04-05

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RimoAccelerator 2023-4-5 23:40 回复TA
感谢关心。我后来排查知道怎么改了，见我新发的回答。关于这里提到的其他现象如果您有想法也希望能告诉我，不胜感激。
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xmar

运放需要双电源供电。例如，+12V，-12V供电。

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2023-04-05

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RimoAccelerator

本帖最后由 tyw 于 2023-4-5 14:44 编辑

电路图片不见了，补上：

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2023-04-05

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RimoAccelerator 2023-4-5 23:41 回复TA
@王栋春 ：补在新发的回答里了，又遇到了几个不明白的现象，您如果有想法请您指教。

王栋春 2023-4-5 21:41 回复TA
电路看不到呀，楼主再看看。