使用AD8628搭建
八階巴特沃斯低通濾波器
輸出異常
4-20mA高精度電流采集,ADC前端做0-200Hz低通濾波,使用ADI的FilterCAD設(shè)計電路并在Multisim中仿真均正常。
實際PCB板,輸入4mA電流信號,使用100Ω精密電阻做I-V轉(zhuǎn)換,濾波器前三級AD8628輸出均正常,為0.4V, 最后一級AD8628輸出為0.7V,將最后一級AD8628輸出開路(拆除ADC芯片),
輸出仍然異常,請問這是什么原因。
你是怎么采集電流信號的,需要把電路圖發(fā)出來,這個電流信號的共模電壓是在高邊還是在低邊?
你的系統(tǒng)應(yīng)該是單電源供電吧,如果單電源供電需要注意輸入的共模電壓一定要在運放輸入范圍內(nèi),或者給你的單電源供電運放加偏置,而且要保證你的偏置電源的源阻抗要非長低,一般用運放做buffer就可以實現(xiàn)!
是的,5V單電源系統(tǒng)。電流環(huán)通過100Ω精密電阻轉(zhuǎn)換為單端電壓,可以理解為濾波器輸入為0.4V-2V電壓信號。電路圖如下所示。
饋入4mA電流,前三級AD8628輸出均為0.4V電壓,之前用萬用表測第四級AD8628輸出電壓為0.7V,后來用示波器測發(fā)現(xiàn)輸出出現(xiàn)振蕩,頻率71KHz, Vpp 1.8V, 將第四級AD8628更改為Buffer, 即拆除原理圖中電容C4,振蕩依舊。
用示波器測試一下你的U1輸出是否振蕩,然后斷開后面的鏈路(拆掉R5),再測試第一級U1的輸出是否振蕩!
示波器觀測波形U1,U2,U3輸出均不振蕩,直流400mV
你的U4輸出還有負(fù)載電容么?
如果有,將此負(fù)載電容拆掉,看其是否振蕩,一般運放跟隨器模式輸出直接掛電容,容易導(dǎo)致振蕩,因為運放的閉環(huán)輸出阻抗接近于一個電感,電感再加電容,就等效于在你的運放的輸出端掛了一個LC諧振器,因此會導(dǎo)致振蕩。所以先看你的U4的輸出是否掛了電容。
如果輸出沒有掛載電容,按如下步驟操作:
把R9跟前一級斷開,單獨測試U4 濾波器的電路。
1)你先將R9的輸入端接地,測試輸出是否有振蕩;
2)接入一個信號源,輸入方波激勵, 查看輸出的階躍響應(yīng),是否存在振蕩或者振鈴;
如果有振蕩,說明是此電路不穩(wěn)定,檢查你的PCB設(shè)計,是否存在問題,替換運放或者外圍器件,最終鎖定是哪個器件導(dǎo)致振蕩!
你好,U4輸出至ADC輸入掛了1個0.1uF的對地電容,將這個電容拆掉就正常了,非常感謝你專業(yè)的分析!
在U4的輸出和負(fù)載電容之間加一個100R的電阻就可以解決振蕩,這個電阻就近似于在LC之間加了一個補償電阻,增加阻尼。
好的,我會增加電阻測試。另外我想請教一下,這樣的有源濾波電路對直流電壓的損耗大概是什么級別的,我的ADC芯片是24bit,整體電路精度要求比較高。
濾波器主要就是濾除交流噪聲,對直流沒有影響!
你的電路主要問題不在于濾波器 而在于電流采樣電路,設(shè)計采樣電路一定要考慮阻抗,要高阻輸入,低阻輸出,所以在采樣電流時需要增加一級運放。
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審核編輯:湯梓紅
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