问答21ic问答首页 - 运算放大器输出电压波形似乎被限制了，求解答！
运算放大器输出电压波形似乎被限制了，求解答！
本帖最后由 一只葱 于 2023-5-26 17:16 编辑
![]()
![]()
![]()
按道理负压峰值应该变为-1.2-0.6=-1.8V，但是这张图中负压依旧被限制不能超过-1.2V，即信号的下半部分长度变成了0.6V（被缩短了！）；同样，信号上部分似乎也有问题，变成了1+0.6=1.6V（被拉长了！）。总的来说，我不管如何调整偏置零点，正负电压的峰值都被限制在了-1.2到1.4V之间，并不是随着零点偏移整体向下移动或向上移动（这明显有问题）。
更奇怪的是，我通过调整RR2的阻值可以改变这种限制（比如增大RR2可以使得±4V才饱和，减小RR2有时±0.6V就感觉饱和了），但是按道理增益不管如何，都应该是±4V为饱和值才对呀，我不理解，求好心友友能帮帮我。（电路图如下）
![]()
如上图所示，我的运算放大器最高输出可达接近4V，也就是饱和值在4V，但是现在出现了一个问题，我先通过电位器将放大倍数调低（也就是降低图中RR2的阻值），使得一个输入信号经过放大后，负压峰值在-1.2V左右，正压峰值在1.4V左右。如下图所示：
因为在测试的过程中总感觉信号真实放大值并不应该在-1.2~+1.4V（感觉超过-1.2V的电压被失真了），因此我进行 一个偏置，调整RR1使得信号的零点向下偏移0.6V，如下图所示：
按道理负压峰值应该变为-1.2-0.6=-1.8V，但是这张图中负压依旧被限制不能超过-1.2V，即信号的下半部分长度变成了0.6V（被缩短了！）；同样，信号上部分似乎也有问题，变成了1+0.6=1.6V（被拉长了！）。总的来说，我不管如何调整偏置零点，正负电压的峰值都被限制在了-1.2到1.4V之间，并不是随着零点偏移整体向下移动或向上移动（这明显有问题）。
更奇怪的是，我通过调整RR2的阻值可以改变这种限制（比如增大RR2可以使得±4V才饱和，减小RR2有时±0.6V就感觉饱和了），但是按道理增益不管如何，都应该是±4V为饱和值才对呀，我不理解，求好心友友能帮帮我。（电路图如下）
注：测试了供电电压是稳定的：正压＋5.02V，负压-4.81V。
还有我这个是采集传感器的输出信号，最前面的电压跟随器有没有必要去掉呢？ 这里调零和放大用的同一个运算放大器，应该对上面问题的影响不大吧？ 放大器的电阻R1用的200Ω是不是小了？
赞0
看到楼主的问题，推导了一遍。感觉没什么问题。
我分析如下：
1、放大倍数最大50倍。运放的频率响应降到几khz。速度慢了。
2、看了你的示波器图形。怀疑是不是输出电流饱和了？
翻了datasheet的输出电流部分。
94007647191a073c19.png (86.26 KB )
下载附件
2023-5-27 13:14 上传
假定20ma，U1.1的输出电压与电容的电压差超过4V就电流超标了。运放内部的限流的拉扯电路就工作了。
3、还有你的电容不是电解电容吧。
4、电压跟随器，速度够无所谓，考虑到你的波形，最好两个运放均匀分配放大倍数，提高整体带宽。不过看你后面一个100加10uf的低通滤波，感觉又没必要。
评论
2023-05-27
赞0
好的，谢谢你的建议！
评论
2023-05-28
赞0
评论
2023-05-28
赞0
谢谢，一个接近50倍，一个接近10倍，但因为调零电阻我感觉放大倍数会更大不止一点（因为R2只有1K）
评论
2023-05-27
赞0
感谢你的分析，听了你的分析我觉得确实可能是电流饱和了，我有了以下新的理解（不知道对不对）；
1.看了一下芯片手册，闭环增益50dB时频率响应接近4kHz，但这已符合采集信号的频率（50hz以下），所以这个影响是不是就不大；
2.我回想了一下，确实当波形被限制在-1.2V~+1.4V时，RR2的阻值只有280Ω（可能是调零电阻的并联导致了放大倍数远远超过280/200=1.4倍），因电阻太小，这样流过的电流是不是就过大而导致的电流饱和，对应电压就被限制在了-1.2V~+1.4V。而在我将RR2阻值调整到更大后，由V=IR，以至于我能输出的电压饱和值得到提升。至于第三张图，为什么随着零点的下移，正半部分反而从1.4V变成了1.6V，我现在觉得是因为本来正常输出就不应该是1.4V，而是更高，经过零点的下移使得正半部分电压受到的限制有了一定的减小，所以被拉长。
3.我用的是陶瓷电容，刚刚看芯片手册说了用低ESR的电容，这点我明白了，谢谢指点。
4.之前并不知道增益会影响带宽，学到了挺多。后面的电容我是要滤高频的，这里就打算暂用一个放大。
似乎问题被解决了，谢谢大家！！
评论
2023-05-27
赞0
你可以算一下当 R1 分别是 200欧 和 1K 时的运放放大倍数。
评论
2023-05-27
赞0
评论
2023-05-27
@zchong ：哦哦，好的
@一只葱 ：加大电阻是减少负载
感觉不太像，，它只是作为一个跟随器，应该问题不大，而且我把R1换成1kΩ就变好了，这应该是增大了负载吧
赞0
评论
2023-05-27
那跟随器我还是不删除了，搞不懂，把R1换成1kΩ就好了 《qwq》
赞0
评论
2023-05-26
问题解决了！！！ 因为我已经设计了pcb并且焊接好了，所以改电路比较麻烦，而且也没设置相应的测量点（不好测量），因此先试了试把R1阻值从200Ω改成阻值1KΩ，结果输出正常了，波形随着调零正常下移没有限制直到±4V饱和 虽然正常了，但是我还是不知道为什么，有大神能解答一下吗，还有我是采集传感器的数据（压电等），前面的跟随器有必要吗
您需要登录后才可以回复 登录 | 注册