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放大器输出发生振铃和过冲,究竟是哪出错了?

时间:2017-04-27 作者:John Ardizzoni 阅读:
我在放大器的输出端看到了振铃和过冲。我遵循数据手册中的指南,布局布线井井有条。可能是哪里出错了?
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此类问题确实令人困惑和沮丧。工程设计是科学,A加B的结果就应该是C。如果您设 计电路已有一段时间,那么您应当知道,工 程设计也是艺术。eSiEETC-电子工程专辑

这位工程师阅读过数据手册。这应该是一个好 的开始,不过令人吃惊的是,许多时候事实不 是这样。因此,我们开始深入研究问题所在。 我们研究的第一件事是原理图,首先检查"普通 嫌疑犯":放大器噪声增益、旁路电容、负载和电源电压。为什么是这些?eSiEETC-电子工程专辑

噪声增益决定放大器的稳定性;如果相位裕量很低,那么输出可能发生振铃和过冲。旁路电容将 噪声排除在放大器之外,并储存电源引脚处的电荷。当放大器需要一个电流充足的稳定电源时,这特别重要,因为其输出在快速变化。当输出在 压摆时,如果电源电压发生变化,该变化必定会影响输出。如果电容或电感太大,或者负载电阻太小,那么负载可能会造成问题。当电源电压太大或太小时,某些放大器的性能会降低,因此应 对照数据手册检查电源电压。eSiEETC-电子工程专辑

如果上述方面都没有问题,您会怎么办呢?继续在其他方面查找故障。接下来看看布局布线。是否存在带寄生电感的长走线?是否有远离电源引脚的旁路电容,使得寄生电感与这些电容形成振荡电路?输入和输出引脚下方的接地层爬电效应是否形成寄生电容,导致振铃和过冲?就上述工程师的问题而言,布局布线看来也没有问题。eSiEETC-电子工程专辑

那么,接下来怎么办呢?电路如何测试?输入是否干净,端接是否正确?工程师在输入端观察到一点振铃,但不太多。我们知道,垃圾输入等于 垃圾输出,所以我们努力净化输入。端接正确,因此我们换一个信号发生器,看看它有无问题。新发生器性能更好,但输入和输出仍有振铃。我问工程师,他是否是使用电缆或示波器探头检查 信号。他用的是示波器探头,因此我问他是否有一个接地夹。确实如此,接地夹大约有3英寸长。我猜想问题可能出在这里,告诉他去掉线夹引线,拧开盖住探头顶部的塑料管,使用示波器探头的金属内胆拾取信号旁边的地。他这样做之后,振铃便消失。瞧,我的猜想没错吧!那么,到底是怎么回事呢?eSiEETC-电子工程专辑

接地夹具有串联电感,探头具有电容,探头上的 走线具有寄生电容。电容和电感形成一个振荡电路,它在电路中快速上升沿的作用下发生振荡, 导致输入和输出发生振铃和过冲。再告诉您一招:测量之前务必校准示波器探头,这样做也能有助于降低峰化。至此便可结案!eSiEETC-电子工程专辑

故障排除是一种系统化地查找问题的方法,但其中也蕴含着艺术。正所谓:踏破铁鞋无觅处,得来全不费工夫!eSiEETC-电子工程专辑

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