Yan Huang 提问时间: 2023-10-13 11:09:22 / 已解决各位大大好
小弟我想要將一個微弱的"電流訊號"透過opa656及被動式元件如電阻,電壓組成阻抗轉換器(Transimpedance amplifier)來得到放大的"電壓訊號"
opa656是使用8伏特電池的單電源操作(Single supply operation with 8 [v])且opa656的同向輸入端我透過分壓電路給予4伏特的直流電源
電路有在ltspice模擬過一遍是有放大的效果的,但是實際在電路板上通電後示波器上並沒有看到放大後的訊號
請問可能的原因有哪些呢?
謝謝
附上模擬的電路圖,頻率響應以及電路板的照片
輸入的電壓頻率為1 [kHz]且經過電阻100 [kohm]後輸入opa656的電流為5 [uA]
得到的頻率響應為2.541 [V]
在當訊號為1 [kHz]時在時域響應上得到的輸出電壓也是2.56 [V]與頻率響應模擬2.541 [V]接近
電路板圖
電路板圖加上註解
如果還缺少什麼需要補充的話再麻煩告知
謝謝!
Amy Luo 回答时间: 2023-10-13 11:27:08您好，
您的信号源是一个电压信号，那么这个电路就相当于输入信号的反向放大电路，放大倍数为-5.1倍。
实际测试时，您描述说“沒有看到放大後的訊號”，那输出是什么信号？您实际输入的信号是什么信号？是信号发生器产生的电压信号吗？
Yan Huang 回答时间: 2023-10-13 11:45:16 Hi Amy, 你好
我的目標使想使用opa656做一個i-v的轉換電路也好像稱為transimpedance amplifier
opa656是使用8 [V]的電池做單電源的操作,在他的同向輸入端有給它4 [V]的電壓如下圖所示
但因為手邊沒有可使用的電流源,引此我使用電壓源並串聯一阻值很大的電阻(這裡為100 [kohm])來做為i-v轉換電路的信號輸入電流源,圖如下
而輸出的圖如下,串聯一電容式想要阻隔DC的訊號
當opa656還沒有通電的時候
設定一電壓源的訊號為峰值電壓vpk=100 [mV], f=1 [kHz]
輸出的電壓訊號在儀器上面顯示為如下,於設定的值一樣
輸出端為
當opa656通電後
輸出端就沒有訊號了
之後再把opa545供電斷掉後
輸出的波型慢慢的回復到還沒供電之前的狀況(斷電後1 [s])
(斷電後4 [s])
以上
想請問您是哪個地方出了問題嗎?
懇請各位提供建議,謝謝!
Amy Luo 回答时间: 2023-10-13 12:12:22我知道您搭建的是TIA电路，但是此时相当于反向比例放大电压且同向端对输出有个直流偏置。按照叠加定理，如果交流信号输入是0V， 同向输入端是4V，那么此时相当于同向比例放大电路，同向输入4V被放大6.1倍，输出会饱和的，然后经过输出电容滤除直流信号，那么输出就是0V。
建议调小同向输入端的分压，使输出正好偏置在供电电压的中间点4V左右，比如R5=100k，R6=8k，输出大概偏置在3.6V。您再测试输出看是怎样的？
Yan Huang 回答时间: 2023-10-13 12:39:50Hi Amy,
謝謝您的回覆
我已經把銅像輸入端得分壓設置在3.6 [V]左右
但量測到的結果還是一樣的
想請問是否還有其他因素造成這樣的原因呢?
謝謝!
Amy Luo 回答时间: 2023-10-13 12:59:25不是把同向输入端的分压设置在3.6V左右，是将输出信号的偏置电压设置在3.6V左右，即将同向输入端的电压设置在0.6V左右，这样乘以增益6.1倍，输出获得3.6V左右的偏置。您可以将您电路中的R5和R6设置为：R5=100k，R6=8k，这样8V*8K/（8k+100k）=0.59V
Yan Huang 回答时间: 2023-10-13 13:23:13 Hi Amy,
謝謝您的提醒!
再把同向輸入端設置在0.6 [V]左右後
opa的輸出端有量測到訊號了
但沒有放大的效果
如下圖
上圖為輸入vac=10 [mVpk]時,opa輸出端量到的訊號
上圖為輸入vac=50 [mVpk]時,opa輸出端量到的訊號
上圖為輸入vac=100 [mVpk]時,opa輸出端量到的訊號
可以看到沒有出現放大的效果
這有可能是opa已經壞掉了嗎?
另外想請教Amy您
在opa656的datasheet中(下圖)
寫到Open-Loop Voltage Gain (AOL)在25度c下的典型值為65 [dB]換算後等於1778.27
此值是指opa656的開迴路增益嗎?
如果是的話想請教您為什麼會與其他常見的運放AOL=100 [dB]有些差距
是因為運放的用途不同嗎?
謝謝!
Amy Luo 回答时间: 2023-10-13 13:40:48您换一个opa656输出是怎样呢？以上输入我仿真是可以的
是的，Aol是指运放的开环增益。理想运放的开环增益为无穷大，但是实际运放我理解的是由于工艺和一些寄生参数等问题做不到无穷大，就使得实际运放的Aol是个有限值。
可根据应用要求不同，选择不同性能参数的运放。如果Aol较低，会给输出引入误差的，如果是精密应用，需要选择较大Aol的运放。
Yan Huang 回答时间: 2023-10-13 13:58:34 Hi Amy,
目前更換新的opa後
給予直流源8 [V]後還是沒有放大的效果
反而出現一雜訊
頻率大概為32 [Hz]
如下圖
請問可能的原因有哪些呢?
謝謝
Amy Luo 回答时间: 2023-10-13 14:22:11很可能是引入了干扰，建议您测试时尽可能缩短外部接线长度。
另外信号源是什么？是信号发生器吗？信号源的输出阻抗大吗？如果信号源的输出阻抗比较大，输入端就会造成一定的衰减，因为这相当于反向比例放大，电路的输入阻抗是100k，而不是理想的无穷大。
Yan Huang 回答时间: 2023-10-13 14:44:53
Amy Luo 回答时间: 2023-10-13 15:17:29 很抱歉回复晚了，前几天休假了
实际运放都会存在输入失调电压和输入失调电流，这使得运放两输入端电压存在差异，opa656的失调参数如下截图所示，您实际测得的差异是多少？如果与失调参数差不多那么运放应该是正常的。
如需获得