Синусоидальное искажение в простой цепи операционного усилителя - обходной конденсатор?

Я построил здесь простую схему буферного операционного усилителя с единичным усилением из лаборатории UCSB , с источником питания 12 В и входной синусоидой 1 В, 1 кГц.

схематический

смоделируйте эту схему - схема, созданная с помощью CircuitLab

введите описание изображения здесь

Кажется, все идет хорошо, за исключением того, что выходная синусоида имеет спад в нижней части сигнала, который начнется, если вы оставите схему в покое на пару секунд. Вот гифка, которую я сделал о проблеме (YouTube здесь ):

введите описание изображения здесь

Сигнал остается в странном повышенном состоянии на неопределенный срок, но если я закорочу выводы обходного конденсатора +V, сигнал вернется к нормальной синусоидальной волне. Если я закорочу выводы обходного конденсатора -V, сигнал перейдет в повышенное состояние.

Мне кажется тут проблема с номиналами шунтирующих конденсаторов (на данный момент 104 или 0,01 мкФ). Из экспериментов со схемой ранее я знаю, что два обходных конденсатора емкостью 0,0001 мкФ просто не «заполняют» синусоидальные волны полностью.

Что-то неправильно подключено? (Я соединил все заземления вместе ... это хорошо?) 0,1 мкФ просто недостаточно для байпасных конденсаторов? Или нужно где-то добавить резистор? Если да, то почему?

РЕДАКТИРОВАТЬ 16.11.15:

Вот мой снимок рабочей схемы. Это то, что рекомендуется?

схематический

смоделируйте эту схему

Как насчет точной схемы того, что вы построили?
741 не рельс к рельсу. V- может потребоваться небольшое отрицательное напряжение, чтобы выходной сигнал мог опускаться до нуля.
Я думаю, что ваш следующий шаг — добавить датчики осциллографа на оба напряжения питания, чтобы увидеть, стабильны ли они или разрушаются, когда это происходит.
@Andyaka Andyaka Я добавил полностью детализированную принципиальную схему. Внизу находится заземляющая пластина, к которой подключены зажимы на осциллографе, обходные конденсаторы и вывод генератора положительной частоты.
@KishoreSaldanha Не уверен, что ты имеешь в виду. Почему +12 и 0 отличаются от +6 и -6?
@BrianDrummond У меня подключен мультиметр, и он показывает 12,23 В. Должен ли я также смотреть на волну линии питания?
Это не буфер с единичным усилением, и ваши источники питания плавают по отношению к оскопу и генератору сигналов.
Ваш операционный усилитель развивает колебания на выходе со ссылкой на V+ и V-. Любой операционный усилитель не может обеспечить вам напряжение выше V+ или ниже V- на своем выходе (только до 90% в случае 741). Если вы подаете синусоиду 12 В пик-пик без смещения постоянного тока, то есть +6 положительных и -6 отрицательных входных сигналов, вы получите полупериодный выпрямленный выходной сигнал, предполагая, что у вас есть 12 В на V+ и 0 на V-.
@Andyaka Спасибо за советы! Я только что все проверил, и теперь схема работает отлично. Я измерил линии относительно земли для первой цепи, и именно они вызывали проблемы (я видел такие вещи, как -2 В и + 10 В и т. д.). Для меня это был очень полезный опыт! До встречи на сайте.

Ответы (1)

Комментарий Энди правильный. Он отвечает на вопрос и объясняет, что вы видите, предполагая, что вы поменяли местами входы + и - операционного усилителя в своей схеме: как показано, он имеет положительную обратную связь вместо отрицательной!

Вы питаете операционный усилитель 12 В, но нет связи между этим источником 12 В и эталонным напряжением 0 В для вашего аудиовхода, выхода и зонда осциллографа.

Поэтому вы не знаете, +11В/-1В, +/-6В или +1В/-11В.

И на самом деле это, вероятно, все это в разное время. Когда оно составляет +11 В/-1 В, на шине питания -V недостаточно напряжения для работы операционного усилителя, поэтому пики -ve на выходе обрезаются.

Если бы вы измерили любую из шин питания, как я предложил, вы бы увидели на них довольно большие вариации, возможно, зашумленную синусоиду 50 Гц, пики которой соответствуют искажениям, которые вы видите.

Таким образом, вы должны определить взаимосвязь между этим источником питания 12 В и вашим 0 В. В качестве быстрого и грубого теста возьмите пару одинаковых резисторов, вероятно, 1 кОм, и подключите их между землей и +V, а также между землей и -V. И заметьте с помощью щупа осциллографа, что V+ теперь составляет около 6 В (но, вероятно, все еще с небольшим шумом).

Пока вы не нагружаете выход операционного усилителя более чем на пару миллиампер, это будет работать, но в будущем вместо этого лучше использовать источники питания +6 В, 0 В и -6 В.

Эта схема с двумя резисторами часто используется при однополярном питании, но обычно с регулятором напряжения или даже с другим операционным усилителем, чтобы обеспечить лучшее «заземление», чем только два резистора. Необходимо помнить, что «0 В» не является отрицательной шиной питания!

Спасибо за подробный ответ! Я добавил обновленную схему внизу вопроса с установленными резисторами и правильно подключенным операционным усилителем (в реальной жизни он подключен с отрицательной обратной связью). Сработает ли эта новая схема? Спасибо.
Это будет работать? Вы скажите нам, если это так! Это выглядит правильно, хотя это не обычный способ рисования ... см. Рисунок 1 здесь. forum.allaboutcircuits.com/threads/…
Это имеет смысл - я видел эту диаграмму раньше. Большое спасибо за помощь .... и я дам вам знать, если это не сработает!
Я только что проверил схему с резисторами, и все сработало отлично! Для оригинальной схемы проблемы, о которых вы говорили, были именно такими, как вы описали. (Я измерил исходные шины питания, и они были примерно -2 В + 10 В, когда частота поднялась!) Спасибо за полезную информацию, и я обязательно учту информацию о заземляющем слое. До встречи на сайте!
Синусоидальное искажение в простой цепи операционного усилителя - обходной конденсатор?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v