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使用AD8628搭建八阶巴特沃斯低通滤波器输出异常

助工
2022-03-20 18:39:13     打赏

4-20mA高精度电流采集,ADC前端做0-200Hz低通滤波,使用ADI的FilterCAD设计电路并在Multisim中仿真均正常。

实际PCB板,输入4mA电流信号,使用100Ω精密电阻做I-V转换,滤波器前三级AD8628输出均正常,为0.4V, 最后一级AD8628输出为0.7V,将最后一级AD8628输出开路(拆除ADC芯片),

输出仍然异常,请问这是什么原因。


菜鸟
2022-03-20 18:39:30     打赏
2楼

你是怎么采集电流信号的,需要把电路图发出来,这个电流信号的共模电压是在高边还是在低边?

你的系统应该是单电源供电吧,如果单电源供电需要注意输入的共模电压一定要在运放输入范围内,或者给你的单电源供电运放加偏置,而且要保证你的偏置电源的源阻抗要非长低,一般用运放做buffer就可以实现!


助工
2022-03-20 18:39:52     打赏
3楼

感谢回复。

是的,5V单电源系统。电流环通过100Ω精密电阻转换为单端电压,可以理解为滤波器输入为0.4V-2V电压信号。电路图如下所示。

馈入4mA电流,前三级AD8628输出均为0.4V电压,之前用万用表测第四级AD8628输出电压为0.7V,后来用示波器测发现输出出现振荡,频率71KHz, Vpp 1.8V, 将第四级AD8628更改为Buffer, 即拆除原理图中电容C4,振荡依旧。


菜鸟
2022-03-20 18:40:09     打赏
4楼

用示波器测试一下你的U1输出是否振荡,然后断开后面的链路(拆掉R5),再测试第一级U1的输出是否振荡!


助工
2022-03-20 18:40:24     打赏
5楼

示波器观测波形U1,U2,U3输出均不振荡,直流400mV


菜鸟
2022-03-20 18:40:43     打赏
6楼

你的U4输出还有负载电容么?

如果有,将此负载电容拆掉,看其是否振荡,一般运放跟随器模式输出直接挂电容,容易导致振荡,因为运放的闭环输出阻抗接近于一个电感,电感再加电容,就等效于在你的运放的输出端挂了一个LC谐振器,因此会导致振荡。所以先看你的U4的输出是否挂了电容。

如果输出没有挂载电容,按如下步骤操作:

把R9跟前一级断开,单独测试U4 滤波器的电路。

1)你先将R9的输入端接地,测试输出是否有振荡;

2)接入一个信号源,输入方波激励, 查看输出的阶跃响应,是否存在振荡或者振铃;

如果有振荡,说明是此电路不稳定,检查你的PCB设计,是否存在问题,替换运放或者外围器件,最终锁定是哪个器件导致振荡!


助工
2022-03-20 18:41:02     打赏
7楼

U4输出至ADC输入挂了1个0.1uF的对地电容,将这个电容拆掉就正常了,非常感谢你专业的分析!


菜鸟
2022-03-20 18:41:18     打赏
8楼

在U4的输出和负载电容之间加一个100R的电阻就可以解决振荡,这个电阻就近似于在LC之间加了一个补偿电阻,增加阻尼。


助工
2022-03-20 18:41:31     打赏
9楼

好的,我会增加电阻测试。另外我想请教一下,这样的有源滤波电路对直流电压的损耗大概是什么级别的,我的ADC芯片是24bit,整体电路精度要求比较高。


菜鸟
2022-03-20 18:41:47     打赏
10楼

滤波器主要就是滤除交流噪声,对直流没有影响!

你的电路主要问题不在于滤波器 而在于电流采样电路,设计采样电路一定要考虑阻抗,要高阻输入,低阻输出,所以在采样电流时需要增加一级运放。


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