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高速運(yùn)放在電路板測(cè)試中為何會(huì)產(chǎn)生振蕩?

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發(fā)表于 2024-11-7 08:00:00 | 只看該作者 |只看大圖 回帖獎(jiǎng)勵(lì) |倒序?yàn)g覽 |閱讀模式
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點(diǎn)擊上方藍(lán)色字體,關(guān)注我們0 H: P+ r  f* [" @5 m8 w/ E  i
來(lái)源于小伙伴提問(wèn)。
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以下是我的一些看法。  _. R2 n3 a7 G7 j2 }
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高速運(yùn)放電路對(duì)電路板設(shè)計(jì)要求極高,在面包板上測(cè)試確實(shí)難以獲得理想效果。* j* i3 X  ]9 e1 Y. R* M
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對(duì)于傳輸1MHz以上信號(hào)的電路,建議使用pcb設(shè)計(jì)并進(jìn)行仿真,以確保信號(hào)的完整性和電路的穩(wěn)定性。7 U9 D- {2 m7 \6 Q% `  c3 t8 B. y
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寄生電容和電感
* v! n7 h; s0 u面包板會(huì)引入較大的寄生電容(通常幾皮法范圍)以及寄生電感,高速運(yùn)放(如AD8067)對(duì)這些寄生參數(shù)非常敏感,特別是在1MHz以上的信號(hào)情況下。8 u; g& a+ {  W; i7 h

/ h  t5 a$ q' Y; G5 }: \這些寄生效應(yīng)會(huì)影響信號(hào)的相位,使得反饋網(wǎng)絡(luò)不穩(wěn)定,從而導(dǎo)致振蕩。
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即便是洞洞板,雖然比面包板稍好,但也無(wú)法完全消除這些寄生效應(yīng)。
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  x+ P! Q0 p' w; X# n  ^- Q9 O/ w布線布局
9 [' H4 h* p+ G+ o  H9 ?7 M/ L高速運(yùn)放電路對(duì)布線布局要求很高,任何走線長(zhǎng)度、走線方式、地平面設(shè)計(jì)都會(huì)影響穩(wěn)定性。
9 g* Z7 ~5 |8 D# t" ~) K8 [# V: s) B& b, c5 j9 c4 u
在面包板和洞洞板上,走線無(wú)序、長(zhǎng)短不一,這些因素都可能使運(yùn)放自激振蕩。9 r1 S. E/ s. V
4 c% R0 W" S1 V8 S& I& G$ C
而在PCB上可以專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)短而粗的走線和低阻抗的接地來(lái)減少這種影響。
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電源去耦
1 P3 G1 B6 `$ a( H! r# K7 C雖然你在電源端加了0.1μF和10μF的去耦電容,但在面包板和洞洞板上,電容可能距離芯片較遠(yuǎn),無(wú)法有效去除高頻干擾。7 V/ J3 ]! Q1 n: `

. R+ j; K4 C3 j6 c5 _5 v  Y在高速運(yùn)放應(yīng)用中,去耦電容需要盡量靠近運(yùn)放電源引腳,以確保穩(wěn)定的電源供電,否則會(huì)引起不必要的振蕩。
, U. ^* ]) U8 P+ x43 l6 G! l3 X' Q# @
反饋網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)/ w5 X/ u! k$ I; V
你的反饋電阻為1kΩ/30Ω(增益約為10),在高速運(yùn)放中,較大的反饋電阻可能會(huì)和寄生電容共同作用形成相移網(wǎng)絡(luò),導(dǎo)致不穩(wěn)定。6 y8 c0 r2 s, O

! D- ~8 l& L% v6 w2 }0 U. L; }6 H/ B可以嘗試減小反饋電阻值,同時(shí)適當(dāng)調(diào)整增益,以找到更穩(wěn)定的工作點(diǎn)。
- l: b& T8 k7 N( C, T" I0 B52 K) B( Y8 h% g4 d
信號(hào)干擾
6 V# k3 f. m' T% R你的輸入信號(hào)(1MHz方波)在這種環(huán)境下很容易受到輸出信號(hào)的耦合干擾,尤其是在面包板上沒(méi)有明確的地平面設(shè)計(jì)。
9 ]+ z4 c5 F! h* _  i! V: [
! G9 |0 ]/ V$ X2 l! p這種干擾會(huì)引起反饋信號(hào)的失真,加劇振蕩問(wèn)題。
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% b/ Q3 j7 S# \. {建議如下:
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  • PCB設(shè)計(jì):對(duì)于高速運(yùn)放電路,最佳的解決方案是設(shè)計(jì)專(zhuān)門(mén)的PCB,確保布線短小、去耦電容緊鄰芯片,合理設(shè)計(jì)地平面,減少寄生效應(yīng)。
  • 使用貼片電容:如果你嘗試在洞洞板上焊接,可以使用貼片電容直接焊在運(yùn)放的電源引腳旁邊,盡量減少去耦電容的引線長(zhǎng)度,以提高高頻去耦效果。
  • 降低頻率或改用更低速的運(yùn)放:如果PCB設(shè)計(jì)不現(xiàn)實(shí),可以考慮降低工作頻率或選擇GBW較低的運(yùn)放,盡量避免高速信號(hào)在非理想布局下的寄生效應(yīng)影響。
  • 屏蔽外界干擾:盡量減少輸入信號(hào)與輸出信號(hào)的干擾,比如使用屏蔽電纜或隔離輸入輸出走線。- p; s, g( M" U9 W8 h, t
    : [& Y7 t0 n" j# Z$ P4 g
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