二阶低通滤波疑似震荡
项目描述:
便携式肌电采集设备
前端电路分四级:
第一级仪表放大5倍;
仪表型号INA333AIDRGT;
第二级高通,截止频率550Hz,放大10倍;
运放型号LMV344IPWR
第三级低通,截止频率10Hz,放大10倍;
运放型号LMV344IPWR
第四级整流平滑,不放大
运放型号LMV344IPWR
其中高通(U2A)、低通(U2B)及提供参考电压Ref(U2C)、空闲运放(U2D)为一块芯片;
第四级整流平滑用4个运放(U3A~U3D)为一块芯片;
整板3.7V锂电池供电,最前端仪表输入端3导联屏蔽线输入;
整个前端模拟电路走过Multisim仿真,波特图仪从输入到输出,在需要的信号频率范围内,基本保证相同放大倍数,该设计文件之前打过4次样板,除少数样板不正常工作外,大部分板子都能保证输入输出线性放大,高通低通截止频率符合设计要求。
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问题描述:
之后的第五次及第六次样板出现前端电路输出(AFE_OUT)饱和,测试点测试结果如下
1.高通的输出(U2A-pin1)正常,无信号时1.65V(Vref电压)
2.低通(U2B)各个引脚信号不正常
2.1 R7及R8间波形疑似震荡,震荡频率400Hz,原因不确定,后附图片
此外U2B上pin5、6、7均有不同幅度的400Hz信号,在pin7上400Hz信号达到饱和电压Vpp=3.3V
PS:之前4次样板和最近的2次样板有下列3点不同
1.之前用的仪表运放均来自TI官网订购,海外邮寄;因为刚刚打算开始试产,所以最近两次从国内一级代理商处采购了一些芯片,包括仪表和运放,最近两次的芯片用的都是代理商处拿的货;
2.之前的RC都是淘宝BOM商的散料,前端电路用的RC多数都符合设计精度要求,但因为散料加之0201封装,有的料没有达到精度要求,比如750nF 5%,用1uF 10%精度代替,都可以正常工作,只是高通低通截止频率略有不同;最近两次的RC开始采用盘装RC,因为试产,所以精度全部订购的符合设计要求的RC,电阻百一精度,电容百五精度,精度虽然达到了,但是却震荡了;
3.PCB文件不同,这个应该可以排除,因为第五次和第六次的PCB布局完全不同,问题现象却一样。
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希望擅长模电电路方面的前辈可以指导一下,问题已经卡住将近一个月了,万分焦急,提前说声谢谢
图1:原理图1
图2:原理图2
图3:R7及R8间波形
图4:U2B-pin5波形
图5;U2B-pin6波形
图6:U2B-pin7波形
嗯, 由于R7,R8 的高通滤波器, 接在正相端, 电容 C1 能够构成正反馈. 而这个电路的增益也比较大, 是比较容易形成自激的.
单独取这个电路做个仿真看看
前级输出阻抗与后继的输入阻抗相比较,要很小些,不然负载的效应不能忽略,就不能一级一级的那么分开分析,可以试一下调节阻抗或者加入电压跟随单元试试