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OPA4991构成跟随器时,波形出现一些失真的原因?


  • 使用OPA4991构成跟随器,正负15负供电。输入信号为100K,幅值为5V的正弦波。发现波形出现失真。后续测试过程中发现,把幅值降低为1V时,失真消失了。将频率降低为30KHz时,失真也消失了。不清楚是什么原因。

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李超

2024-7-31 17:36:32
OPA4991是一款高性能、低噪声、低功耗的运算放大器,广泛应用于各种信号处理和放大应用。在您的问题中,使用OPA4991构成跟随器时,波形出现失真可能有以下几个原因:

1. 电源电压不足:OPA4991的供电电压范围为3V至36V。在您的情况下,正负15V供电,理论上是足够的。但是,如果电源电压不稳定或者有较大的纹波,可能会导致波形失真。

2. 增益带宽积(GBWP)限制:OPA4991的增益带宽积为5MHz。当输入信号的频率较高时,如果增益设置得较高,可能会导致放大器无法在单位增益频率(GBWP/增益)之前提供足够的增益,从而产生失真。在您的情况下,将频率降低到30kHz时,失真消失,可能是因为降低了输入信号的频率,使得放大器有足够的时间响应。

3. 输出摆幅限制:OPA4991的输出摆幅受到电源电压的限制。在正负15V供电的情况下,输出摆幅最大为±14.4V。当输入信号幅值为5V时,如果放大器的增益设置得较高,可能会导致输出信号超出摆幅范围,从而产生失真。将幅值降低到1V时,失真消失,可能是因为输出信号在摆幅范围内。

4. 非线性失真:OPA4991在高输入信号幅度下可能会出现非线性失真。当输入信号幅值为5V时,失真出现,可能是因为放大器在处理高幅度信号时产生了非线性失真。将幅值降低到1V时,失真消失,可能是因为非线性失真在低幅度信号下不明显。

5. 外部干扰:电路板设计、布线、接地等方面可能存在问题,导致外部干扰影响信号质量。检查电路板设计和布线,确保信号完整性和抗干扰能力。

6. 元件参数不匹配:如果电路中使用的电阻、电容等元件参数不匹配,可能会导致信号失真。检查电路中的元件参数,确保它们满足设计要求。

为了解决这个问题,您可以尝试以下方法:

1. 确保电源电压稳定且无较大纹波。

2. 降低放大器的增益,以避免超出增益带宽积限制。

3. 检查电路板设计和布线,确保信号完整性和抗干扰能力。

4. 使用更高额定值的元件,以避免非线性失真。

5. 在电路中添加滤波器,以减少外部干扰。

6. 如果可能,尝试使用其他型号的运算放大器,以查看是否仍然存在失真问题。
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