|
|||||||||||
| 技术交流 | 电路欣赏 | 工控天地 | 数字广电 | 通信技术 | 电源技术 | 测控之家 | EMC技术 | ARM技术 | EDA技术 | PCB技术 | 嵌入式系统 驱动编程 | 集成电路 | 器件替换 | 模拟技术 | 新手园地 | 单 片 机 | DSP技术 | MCU技术 | IC 设计 | IC 产业 | CAN-bus/DeviceNe |
积分电路“大肚子”问题？ |
| 作者：hdz05 栏目：技术交流 |
近来用TI的LM324设计了一个很普通的积分电路，经观察发现：积分曲线并非线性，而是在曲线中间呈现上凸的现象，就像一个“大肚子”。虽说凸起不太明显，但对和它相配的其它电路产生的影响就很明显。为此，我曾将积分电容材料更换为NPO和CBB，这个现象虽略有改善，但它对外围电路的影响仍然很大；后来干脆更换NSC的LM324、圣邦微电子的SGM324（轨到轨），这个现象仍然无法解决，很让人恼火！！ 请教高手：问题到底何在？？？我的解决方案路线错了吗？错在哪里？？ |
| 2楼： | >>参与讨论 |
| 作者： sjl2006 于 2005/11/17 10:01:00 发布：
看看你的积分电路？ “积分曲线”是指电压波形吗？ |
|
| 3楼： | >>参与讨论 |
| 作者： awey 于 2005/11/17 10:12:00 发布：
能否贴个图出来看看？ 积分时间时多少？RC＝？电源是＋－的？输入电压＝？ |
|
| 4楼： | >>参与讨论 |
| 作者： computer00 于 2005/11/17 10:18:00 发布：
上图吧。也许是参数不合理。 |
|
| 5楼： | >>参与讨论 |
| 作者： 12864 于 2005/11/17 19:46:00 发布：
大概积分时间过长了，LM324的输入阻抗没那么大 验证很简单，换个高输入阻抗的运放试试 |
|
| 6楼： | >>参与讨论 |
| 作者： 赤铸 于 2005/11/17 22:22:00 发布：
可能原因 1. 运放本身精度（非线性、增益有限），当输出电压大增加一定程度时，有效增益会逐渐降低 2. 漏电（芯片、板子），电压高了，漏电也大了 3. 反馈电阻的影响，实际积分电路一般都要接很大的反馈电阻 不知道你的“大肚子”什么条件下观察到的，积分时间多长？ |
|
| 7楼： | >>参与讨论 |
| 作者： hdz05 于 2005/11/22 14:18:00 发布：
电路图 非常感谢大家！！！ 电路图请参考；积分曲线为输出电压曲线，积分输出最大值为2.3V，但324工作电压为5V，没超标，并且“大肚子”出现在中间部分。 个人任怀疑是电容问题，试验正在进行，还请大家多多指点！！谢谢！！ |
|
| 8楼： | >>参与讨论 |
| 作者： hdz05 于 2005/11/22 14:25:00 发布：
电路图
|
|
| 9楼： | >>参与讨论 |
| 作者： computer00 于 2005/11/22 14:38:00 发布：
也许是电源的缘故。输入才240mV。 换成双电源试试？另外，电源电压再弄高点。±5V还差不多。 |
|
| 10楼： | >>参与讨论 |
| 作者： awey 于 2005/11/22 15:38:00 发布：
积分电路“大肚子”问题的分析 造成积分输出线性问题有多种原因，楼上大家都说到了一些，特别是 【赤铸】讲的几点都很有道理，我这里再补充几点并逐一分析： 1、运放的输入偏置电流：偏置电流在特定温度和输入电压下电流基本不变，对 积分器来说，只是积分电流叠加了一个恒流源，不会产生此现象，可以排除。 2、电网的工频干扰：一般的电路因积分的起始时间与工频干扰相位不同步， 对电路的干扰有正有负，干扰不可能只是使积分曲线上拱。但是【值得注意】 的是：看楼主的电路，积分的控制信号是50Hz，这么巧？如果是与工频电源同 步的话，那我敢肯定地说，“大肚子”现象是工频电源干扰造成的。 3、积分电容的介质存储效应：从现象上看，如果不是工频电源的干扰，那么 最大嫌疑是积分电容。因为积分电容的介质有电荷存储效应，在积分的过程中， 存储的电荷从电容的介质中释放出来，为了保证同样的积分电流（积分 器的反馈作用），造成输出电压的上拱。所以积分器的电容一般要求介质存 储效应小的薄膜电容器，如：常用的CBB电容。 楼主已经换过积分电容，并且有一定的效果，说明电容的介质存储效应确实 存在，但问题还没有完全解决，可能是工频干扰问题，建议把积分时间 （MOS管的关断时间）改为与工频周期相等的20mS试试会是什么现象？ 抛砖引玉，欢迎砸玉！！！ ^_^ * - 本贴最后修改时间：2005-11-22 15:40:22 修改者：awey |
|
| 11楼： | >>参与讨论 |
| 作者： 12864 于 2005/11/23 4:24:00 发布：
还是“同向积分器”呢，第一次见到 |
|
| 12楼： | >>参与讨论 |
| 作者： awey 于 2005/11/23 8:39:00 发布：
是同相积分器 输出的初值应该等于同相输入电压，为什么要问楼主了。 |
|
| 13楼： | >>参与讨论 |
| 作者： 赤铸 于 2005/11/23 17:52:00 发布：
这个图应该主要是3个原因 既然没用反馈电阻，那我前面说的3就不成立了 1. 电容的吸附效应 2. 运放的非线性，5V电源，对于LM324这样的普通运放，输出2.4V已经相当大了，非线性应该很明显了 3. 2N7002的漏电流。你可以试试将2N7002硬性断开有什么不同 |
|
| 14楼： | >>参与讨论 |
| 作者： oldzhang 于 2005/11/23 20:23:00 发布：
加正反馈改善积分线性 这是积分的非线性问题,在高精度双积分式AD转换中,这个指标很重要的,它会降低AD转换的准确度. 是MOSFET的断开电阻的影响 即使MOSFET的关断电阻有100M,对积分的线性都有影响 建议把电容增大10倍,电阻减小10倍,非线性就会改善些 电容用104,电阻用22K,使漏电阻的影响减小 也可以试验加一些正反馈改善线性 方法是在240mV输入和同向端之间串联一个2K电阻,再从输出引一个大电阻到同相端,调节这个2K电阻可以改善线性 楼主试验后把结果告诉大家 * - 本贴最后修改时间：2005-11-24 9:18:01 修改者：oldzhang |
|
| 15楼： | >>参与讨论 |
| 作者： awey 于 2005/11/24 18:44:00 发布：
不知楼主有结果没？ |
|
| 16楼： | >>参与讨论 |
| 作者： 农民讲习所 于 2005/11/24 18:54:00 发布：
2N7002的问题，俺遇到过很多次 加下拉电阻，<10k最好。 |
|
| 17楼： | >>参与讨论 |
| 作者： iC921 于 2005/11/25 2:31:00 发布：
你只给出波形的一半 放电部分没有看到。 相信你的曲线是画出来的。看看放电部分到底如何？会不会是“饿肚子”问题？ 改变电容看看：加大电容是不变好？减小电容是不是变大肚子？ 另外，我认为awey 的这段话是错的： 2、电网的工频干扰：一般的电路因积分的起始时间与工频干扰相位不同步， 对电路的干扰有正有负，干扰不可能只是使积分曲线上拱。但是【值得注意】 的是：看楼主的电路，积分的控制信号是50Hz，这么巧？如果是与工频电源同 步的话，那我敢肯定地说，“大肚子”现象是工频电源干扰造成的。 >>如果是工频干扰，再巧吧，也不是大肚子 。因为工频是交流的，所以，如果有工频干扰，应当是S型曲线，而不是突起的。 |
|
| 18楼： | >>参与讨论 |
| 作者： awey 于 2005/11/25 9:00:00 发布：
请iC兄你再认真分析一下： 注意楼主图上标的这句话：【积分周期是50Hz，高电平时间15mS】； 就是说他的积分时间不是一个完整的工频周期即20mS，有四分之一的周 期即5mS是放电，假如放电时间刚好与工频波形的负半周的0点同步，5mS 后开始充电，正好碰上波形的上升过程。会是什么情况呢？………… |
|
| 19楼： | >>参与讨论 |
| 作者： computer00 于 2005/11/25 10:09:00 发布：
工频干扰没这么严重吧？ 我怀疑是运放本身的非线性引起的。建议搂主把电容、放电管等去掉，加一个理想的三角波到输入端， 测试一下运放的线性度咋样先。把故障范围缩小了，才好办事啊。 |
|
| 20楼： | >>参与讨论 |
| 作者： 农民讲习所 于 2005/11/25 17:09:00 发布：
真的应该是2N7002的问题 未完全关闭造成。怎么大家都不信啊？ |
|
| 21楼： | >>参与讨论 |
| 作者： 赤铸 于 2005/11/25 19:05:00 发布：
其实也不见得未完全关闭 看他的图7002的S极大概是240mV的正电平，G＝低时甚至可能VGS<0，如果这样还不能彻底关断，那只能是一个解释：2N7002本身性能不够。 类似的场合，我用的是BSS138。贵一些，但性能好不少。 其实性能最好的还应该是模拟开关。 至于工频干扰说，有些牵强。怎么那么巧每次都是凸的，而不是凹的呢？除非他的50Hz触发信号就是用工频信号过零比较来的，刚好同步。 |
|
| 22楼： | >>参与讨论 |
| 作者： oldzhang 于 2005/11/25 23:37:00 发布：
根据大家的分析做实验 前边我的漏电分析适合于开关漏电和电容漏电,漏电阻和积分电阻相比的阻值越大,在积分期间的漏电流越小,线性度应该越好. to iC921 这个电路是用MOSFET放电的,产生的是锯齿波,放电很快的. * - 本贴最后修改时间：2005-11-26 8:44:31 修改者：oldzhang |
|
| 23楼： | >>参与讨论 |
| 作者： hdz05 于 2005/11/29 15:21:00 发布：
谢谢 非常的感谢大家！！！！ 测试结果如下： 1、不管是从理论计算还是Protel仿真，都一致表明2N7002的影响确实很大，但可惜的是：R更换22k，C更换0.1UF（CBB材料）后此现象仍然存在！！（基本可以排除324的非线性） 2、电容材料影响很大，npo和cbb材料会减小这种现象； 试验仍在继续中，一有好的结果会马上告诉大家，谢谢！！！ |
|
| 24楼： | >>参与讨论 |
| 作者： lyghj 于 2005/11/29 20:07:00 发布：
电容器的损耗的定义 从电容器损耗的定义可以认为如果那个开关关断电阻不够大的话，就等于积分电容的损耗会变大。楼主试验使用NPO和CBB会减轻该现象，而NPO和CBB电容的特点就是损耗小，这样可以认为问题主要还是开关的关断电阻。 |
|
| 25楼： | >>参与讨论 |
| 作者： 农民讲习所 于 2005/11/29 21:30:00 发布：
唉 把R1换为10K，在R1和2N7002之间加10K电阻对地。应该好使。怎么都不听我的劝啊？苦闷中..... |
|
| 26楼： | >>参与讨论 |
| 作者： 赤铸 于 2005/11/30 4:55:00 发布：
所长的意思是怕逻辑电平的低电平“不够低”？ 控制电压分压1/2，高电平不够咋办？（5V CMOS电平也只剩下2.5V） 如果怕2N7002 G极漏电流流过电阻抬高电平，减小100K电阻就可以了 R1换为5k，低电平时就跟楼上所说的等效了 |
|
| 27楼： | >>参与讨论 |
| 作者： coalch 于 2005/11/30 8:35:00 发布：
同意农民讲习所！ 在2N7002上加下拉电阻，同时把R1改小一点，10K就好，下拉电阻200K。 |
|
| 28楼： | >>参与讨论 |
| 作者： 农民讲习所 于 2005/11/30 8:43:00 发布：
因为俺用2N7002很多 不能用平常知识去看，源极电阻一定要小，低电平一定尽量低。高电平无所谓，一般1-2V就可以打开。 |
|
| 29楼： | >>参与讨论 |
| 作者： hdz05 于 2005/12/2 16:09:00 发布：
请教“农民”兄 农民兄： 可否提供一下2N7002的质量问题（各厂商的）？谢谢！！ 附：不好意思！试验进行中，请大家等待，谢谢！！ |
|
| 30楼： | >>参与讨论 |
| 作者： oldzhang 于 2005/12/2 23:51:00 发布：
有可能关断时把栅压拉负都可以的,那才关的彻底 |
|
| 31楼： | >>参与讨论 |
| 作者： iC921 于 2005/12/3 3:58:00 发布：
几天没看，又有新进展了 不过，另有一个方面可以考虑一下：示波器本身是不是有问题？或者它的应用环境存在意外的干扰？比如电磁场 |
|
|
|
| 免费注册为维库电子开发网会员，参与电子工程师社区讨论，点此进入 |
Copyright © 1998-2006 www.dzsc.com 浙ICP证030469号 |