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LMV321电路工作不良的原因求解 测试有百分之10的板子的运放坏

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发布时间: 2021-12-31 15:13

正文摘要:

各位2022新年快乐!废话不说,上问题:电路如图,供电12V-24V,经LDO转9V,再经LDO转5V。但是测试发现,一上电,有百分之10的板子的运放坏了,具体表现为:用示波器打了输入有变化,输出一直不变,且V+ V-之间大于0. ...

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ID:607079 发表于 2022-1-5 19:12
Y_G_G 发表于 2022-1-5 14:28
行吧,你要是换得方便就换吧
一开始就不应该用这种电路
可以通过调节R5的电阻来更改输出电压的

你说的对,经过实际测试,那个本来计划使用的轨到轨输入的运放,实际输出是没问题,但是貌似是输入失调电源增大了很多,导致输出会过早饱和。
更好性能的运放应该可以用,但得考虑成本,现在经过对比,计划把R14和R15的电阻同时改小,也就是减小放大倍数,这样同时也减小偏置电压了。
软件需要调整下,以匹配原来的灵敏度了。
ID:475858 发表于 2022-1-5 14:48
弯弯一笑520 发表于 2022-1-4 17:22
单片机要的是模拟信号。
我表述错了,我改小R15后,偏置电压小了,导致V-输入的小信号要达到更小,即探 ...

换高共模电压的绝对是没有问题,没啥疑问
ID:475858 发表于 2022-1-5 14:45
Hephaestus 发表于 2022-1-4 15:38
谁告诉你是平均值的?

本来就是这样计算的,有啥疑问?
ID:401564 发表于 2022-1-5 14:28
弯弯一笑520 发表于 2022-1-4 17:22
单片机要的是模拟信号。
我表述错了,我改小R15后,偏置电压小了,导致V-输入的小信号要达到更小,即探 ...

行吧,你要是换得方便就换吧
一开始就不应该用这种电路
可以通过调节R5的电阻来更改输出电压的
运放的同相偏置电压接近电源,这是最不好的方法

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参与人数 1黑币 +15 收起 理由
弯弯一笑520 + 15 很给力!

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ID:313048 发表于 2022-1-5 13:59
Hephaestus 发表于 2022-1-4 22:47
放大倍数=-R14/R11。

R15在哪里?你又用的什么破公式,敢贴出来吗?

他是想做一个差分输入放大,但是同相端给个固定电压,然后放大,你别在这儿一直发你那反相放大的比例了,看你对于运放的理解也就这么点儿了,没事多看看书,怼人家干嘛?人家都说了是运放小白,你还咄咄逼人。

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ID:883242 发表于 2022-1-4 22:47
弯弯一笑520 发表于 2022-1-4 22:38
自己去搜一下吧,运算放大器减法公式。

放大倍数=-R14/R11。

R15在哪里?你又用的什么破公式,敢贴出来吗?
ID:607079 发表于 2022-1-4 22:38
Hephaestus 发表于 2022-1-4 21:20
放大倍数=-R14/R11。

R15在哪里?你又用的什么破公式,敢贴出来吗?

自己去搜一下吧,运算放大器减法公式。
ID:883242 发表于 2022-1-4 21:20
弯弯一笑520 发表于 2022-1-4 20:50
也麻烦你看一下运放的减法运算公式吧,看看R15到底有没有用。

放大倍数=-R14/R11。

R15在哪里?你又用的什么破公式,敢贴出来吗?
ID:607079 发表于 2022-1-4 20:50
Hephaestus 发表于 2022-1-4 20:16
你那10倍放大倍数不是R11和R14决定的吗?你改了R15跟10倍放大倍数有什么关系?输入不平衡有什么问题你都 ...

也麻烦你看一下运放的减法运算公式吧,看看R15到底有没有用。
ID:883242 发表于 2022-1-4 20:16
弯弯一笑520 发表于 2022-1-4 20:03
大神,运小放白只是想教请问题,不用回复那么气冲冲的吧,怼死对我你有什么好处?!
我是想减法运算并放 ...

你那10倍放大倍数不是R11和R14决定的吗?你改了R15跟10倍放大倍数有什么关系?输入不平衡有什么问题你都不知道,研究这个无意义的问题干什么?
ID:607079 发表于 2022-1-4 20:03
Hephaestus 发表于 2022-1-4 19:33
改了R15跟R14有什么关系???输出公式你是怎么算的???

运放两输入端阻抗不平衡只能让Ibias恶化Vos ...

大神,运小放白只是想教请问题,不用回复那么气冲冲的吧,怼死对我你有什么好处?!
我是想减法运算并放大,目前设置的电阻,相减后只要乘10,改了电阻是不得是用那个又又臭长的公式来算?而且按你说的,输入不平衡也是隐患是吧
ID:883242 发表于 2022-1-4 19:33
弯弯一笑520 发表于 2022-1-4 17:22
单片机要的是模拟信号。
我表述错了,我改小R15后,偏置电压小了,导致V-输入的小信号要达到更小,即探 ...

改了R15跟R14有什么关系???输出公式你是怎么算的???

运放两输入端阻抗不平衡只能让Ibias恶化Vos,你连Vos都不会算考虑改R15必改R14真是莫名其妙。
ID:607079 发表于 2022-1-4 17:42
AUG 发表于 2022-1-4 17:34
看你的电路,你实际上就是想采集红外接收管对地的电压来判断距离而已,你首先要考虑的是你这电压是怎么来 ...

不过你说的C18并电阻是很有道理的一个思路,或许可以用来匹配偏置电压。。
ID:607079 发表于 2022-1-4 17:40
AUG 发表于 2022-1-4 17:34
看你的电路,你实际上就是想采集红外接收管对地的电压来判断距离而已,你首先要考虑的是你这电压是怎么来 ...

理解正确。
软件都做完了,不想更改了,是我硬件设计的错,再去改软件,他们又得测试一个长长的周期。
ID:313048 发表于 2022-1-4 17:34
弯弯一笑520 发表于 2022-1-4 17:22
单片机要的是模拟信号。
我表述错了,我改小R15后,偏置电压小了,导致V-输入的小信号要达到更小,即探 ...

看你的电路,你实际上就是想采集红外接收管对地的电压来判断距离而已,你首先要考虑的是你这电压是怎么来的,不是通过电流流过R5之后分压得到的嘛,最高电压5V,也就是说红外接收管其实已经接收不到信号了,这时候的电流几乎没有,所以R5就变成了上拉电阻,采集点就变成了5V。你应该处理你的采集电路,你可以试试C8旁边并一个2K电阻,这样最大时电压小于0.5V,放大10倍后也不会大于MCU的输入电压。但是这样处理后你原先的测距算法得变了,以前可能是线性函数,现在可能变为指数函数了。看自己取舍。
ID:607079 发表于 2022-1-4 17:33
AUG 发表于 2022-1-4 17:24
一个偏置电压,一个放大倍数,有那么难改吗?是为了降低功耗?非得用大电阻才可以吗?不然为啥还在纠结这 ...

不是愿不愿改电阻的问题,麻烦看仔细我的表述。
比如:偏置电压改小,使V+为2.5V,远距离时,V-的输入都高到4V多了,输出就是一直是0V,相当于探测不到。
ID:313048 发表于 2022-1-4 17:24
弯弯一笑520 发表于 2022-1-4 17:22
单片机要的是模拟信号。
我表述错了,我改小R15后,偏置电压小了,导致V-输入的小信号要达到更小,即探 ...

一个偏置电压,一个放大倍数,有那么难改吗?是为了降低功耗?非得用大电阻才可以吗?不然为啥还在纠结这个问题呢,电阻不好选不知道你是从哪方面考虑的。
ID:607079 发表于 2022-1-4 17:22
Y_G_G 发表于 2022-1-4 16:45
我也是无语了..................
这本就不什么特别难的事,都是运放的基础知识而已
先确认你现在单片机 ...

单片机要的是模拟信号。
我表述错了,我改小R15后,偏置电压小了,导致V-输入的小信号要达到更小,即探测距离更近才有输出(小信号是ITR9909的接收管输出的,看那个接收管,距离很近时,输出可以到0V,距离远,输出值接近5Vl。)。
所以现在,偏置电压不能改是最大的问题。
放大倍数的问题,OK , 我理解有错,一直想输入输出电阻对称的,改了R15,就得改R14。不然输出计算公式很难算,而且靠减小R11根本没有用的。
另外,为什么运放不能换,目前我觉得换运放最方便快速啊
ID:401564 发表于 2022-1-4 16:45
弯弯一笑520 发表于 2022-1-4 15:58
把R15改为100K,只是使运放有正常输出了,但是输出变小了,导致检测不到信号了。所以我考虑更换运放。更 ...

我也是无语了..................
这本就不什么特别难的事,都是运放的基础知识而已
先确认你现在单片机的IO要的是什么信号?是模拟信号还是电平信号?
R15只是提供偏置电压的,它又不决定放大倍数,如果放大倍数小了,你可以适当的减小R11
17#给的是电压比较类型的,可以参考,但肯定不能照搬的嘛,不是说人家给什么电路你就用什么电路,自己也是要相应的思考一下的嘛
如果是单片机需要电平信号,就把运放设定到一个电压比较器的样子就行了
如果单片机要的是一个模拟信号要进行ADC的话,就把运放的放大倍数加大调试一下
这个整个过程也不过一两个小时就能测试好的,如果换几个电阻就能搞定的事,为什么要换运放呢?
ID:607079 发表于 2022-1-4 16:25
yzwzfyz 发表于 2022-1-4 16:00
关于运放:
1、输入尽可能接近电源中值(即使是轨到轨的运放)
2、输出尽可能不要直接驱动纯感性或容性负 ...

多谢回复!
第一条应该很少能做到吧,很多运放都是采集小的电压进行放大很多倍的。
第二点同意。
经过测试,这次很可能是因为实际输入电压V+比文档中标称的Vcm大了0.5V,一些运放性能好的扛过去了,稍微差的就出问题了。因为产品做出来了1000多个,现在只能考虑更换运放比较快速。
ID:123289 发表于 2022-1-4 16:00
关于运放:
1、输入尽可能接近电源中值(即使是轨到轨的运放)
2、输出尽可能不要直接驱动纯感性或容性负载,实在无法回避,也要减小负载。
有小概率的损坏,多半与电路设计的富裕度相关。
ID:607079 发表于 2022-1-4 15:58
Y_G_G 发表于 2022-1-4 13:29
17楼已经给出方法了
你先把R15改成100K的,这样输入就可以正常偏置了,共模电压也就小了,C14不要了,哪怕是 ...

把R15改为100K,只是使运放有正常输出了,但是输出变小了,导致检测不到信号了。所以我考虑更换运放。更换为支持5V输入的运放,支持轨到轨输入类型的。当然C14最好直接去掉。
17楼的电路应该是不对的,仿真都没法仿真,V-输入稍微大了就直接报错了。
ID:607079 发表于 2022-1-4 15:54
lihui2558 发表于 2022-1-4 09:16
这个损坏的原因应该可以确定是电源导致的

已经验证不是损坏,更改R15为500K就好了。电源没有问题。
ID:401564 发表于 2022-1-4 15:48
lihui2558 发表于 2022-1-4 15:37
楼主这个问题,看了咱们的回复,共模电压高了,但是芯片应该没坏,看到改了偏置电阻后,有正常工作了,可 ...

不知道,这东西说不准
但共模电压确实是高了,处理问题原则就是:肯定要先把已知的问题修复.如果不行,再找其它的问题
ID:883242 发表于 2022-1-4 15:38
lihui2558 发表于 2022-1-4 12:44
共模电压范围是两个输入之和的平均值吧

谁告诉你是平均值的?
ID:475858 发表于 2022-1-4 15:37
Y_G_G 发表于 2022-1-4 13:29
17楼已经给出方法了
你先把R15改成100K的,这样输入就可以正常偏置了,共模电压也就小了,C14不要了,哪怕是 ...

楼主这个问题,看了咱们的回复,共模电压高了,但是芯片应该没坏,看到改了偏置电阻后,有正常工作了,可以这样理解吧
ID:401564 发表于 2022-1-4 13:29
弯弯一笑520 发表于 2022-1-3 15:23
受教了。板子做出来不少了,如果不更改运放的输入电阻(因为更改后放大不了10倍了),直接把LMV321替换为 ...

17楼已经给出方法了
你先把R15改成100K的,这样输入就可以正常偏置了,共模电压也就小了,C14不要了,哪怕是把C14换成100K的电阻也好过
不需要更改放大倍数和电路的,电路的其它东西都不要动了
ID:475858 发表于 2022-1-4 12:44
dandan-tcb 发表于 2022-1-4 11:31
你再仔细想想运放的共模电压输入范围,指的是加在芯片端口上的电压。经过外部电阻之后,外部的共模电压可 ...

共模电压范围是两个输入之和的平均值吧
ID:25903 发表于 2022-1-4 11:53
弯弯一笑520 发表于 2022-1-2 19:13
感谢回复!
供电时两级LDO输出,测过上电瞬间的波形,达不到5.5V.
我使用仿真,加了电容后,运行一会总 ...

通过你后面的其他回复,建议你参考我第3条,运放输出串个电阻。我很确定你运放的原因就是电源过高引起的,因为我们做失效分析时比较常碰到这种问题。但是你的测试仪器和测试方法不合适,所以不好看到现象。这个问题不用太纠结,串电阻就可以最简单暴力的解决问题(减小瞬间发热)。
ID:25903 发表于 2022-1-4 11:31
Y_G_G 发表于 2022-1-2 15:24
兄弟,人家这是要放大,你计算一下共模电压,已经接近电源电压了,这运放应该是没有那么好的性能
你再看一下 ...

你再仔细想想运放的共模电压输入范围,指的是加在芯片端口上的电压。经过外部电阻之后,外部的共模电压可以很大的。。。不理解的话,自己搭个电路,查看一下各个节点的电压就知道了。
ID:475858 发表于 2022-1-4 10:04
弯弯一笑520 发表于 2022-1-2 19:10
谢谢回复。那个不是光耦,是光电发射管和接收管,如果要求5cm内触发,完全不需要运放。但要求是15cm要能 ...

我也是这样理解的,
ID:607079 发表于 2022-1-4 09:45
wulin 发表于 2022-1-4 07:35
楼主既然只是需要提高光电信号灵敏度,完全不需考虑运放放大倍数问题。把运放接成反向比较放大器,调整分 ...

谢谢回复,但这个电路不适用我的需求。仿真了也是不对的。
ID:607079 发表于 2022-1-4 09:37
工工1999 发表于 2022-1-4 08:57
红外接收管发射管,15CM的信号挺好的,不知道为何楼主接收到变化很小。

15cm是mV的变化量,单片机处理会不确定。应该是管子的型号不一样,主要是产品外形限制,探头没得选。
ID:475858 发表于 2022-1-4 09:16
本帖最后由 lihui2558 于 2022-1-4 09:33 编辑

这个损坏的原因应该可以确定是电源导致的
ID:963918 发表于 2022-1-4 08:57
红外接收管发射管,15CM的信号挺好的,不知道为何楼主接收到变化很小。
ID:213173 发表于 2022-1-4 07:35
弯弯一笑520 发表于 2022-1-3 13:24
后续:去掉输出电容后测试了一批,不良概率由10%减为2%左右,但估计这个测试有偶然性。不过最重要的是, ...

楼主既然只是需要提高光电信号灵敏度,完全不需考虑运放放大倍数问题。把运放接成反向比较放大器,调整分压电阻R1、R2比值确定输出电平翻转点,R3为反馈电阻,以消除临界点抖。




ID:301191 发表于 2022-1-4 02:49
顶一下
ID:401564 发表于 2022-1-3 13:40
弯弯一笑520 发表于 2022-1-2 19:10
谢谢回复。那个不是光耦,是光电发射管和接收管,如果要求5cm内触发,完全不需要运放。但要求是15cm要能 ...

不需要太多的专业术语,共模电压越大,运放的性能越差,最差的情况就是运放没有运放性能了,知道这个就行了
再看一下R13和R15,我之前的回复也说,运放能不能正常提供偏置电压都不知道,看一下输入结构就知道了,输入是两个PNP管,电压太高,就截止了
DIY的东西,随便玩玩,能用就行
做产品就不一样了,你肯定是要看一下这个运放的相关数据

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