昨天在调试一个电路板的时候,发现进单片机AD脚的信号上面有个50Hz的波形,峰峰值还挺大,有几百毫伏。这种情况只有在输入端悬空的时候才出现;在输入端接了信号或者传感器的时候,就又正常了。
经过排查,发现是第一级的电压跟随器引起的。电路图如下:
这个是6015的1脚量到的信号:
手画一下电路图是这样:
这里跟随器后面就跟了一个电容,在《你好,放大器》这个书上讲过一个运放自激振荡的情况,就是运放直接驱动大电容。下面是书上的内容
一开始我以为是跟随器直接驱动大电容(47uF/50V)引起的振荡,但是我将电容器摘掉后,发现跟随器的OUT脚上面是有振荡。看来不是驱动电容引起的。
下面这段是我在网上查到的资料:
压跟随器输入端输入阻抗很高,同相输入端悬空的时候,它上面的电压是不确定的,所以输出也是不确定的。故而不要让同相输入端悬空,在同相输入端和地之间接一个电阻,这样当没有输入信号时,电阻可以让同相输入端保持0电位。电阻的大小,远小于同相输入端的输入阻抗,远大于信号源的输出阻抗(一般大于10兆欧)。
这段话给了我启发,我的电压跟随器在不接传感器的时候,输入端是悬空的,这样它同相输入端的电压也就不确定。虽然这样为什么会引起振荡我没搞清楚,但是我可以在前面加个电阻试试看。
我在6015的1脚上接了个10M的对地电阻,然后量它上面的信号,发现虽然还有波动,但是幅度明显变小了。
我把10M的对地电阻换成R474(470k),发现波动完全没有了:
再经过硬件滤波器,进单片机AD脚的信号是这样:
虽然波动没有了,但是我也没想明白为啥电压跟随器会这样。。
最后附上接了传感器时电路的示意图