标签: 互阻放大器

有人叫我去帮助一位年轻同事设计一个即将投产的产品。其电路有一个连接到运放虚拟接地的检波器,用于将检波器的电流转化为电压。检波器阻抗只有大约1 kΩ，而反馈电阻值是100 kΩ。因而，虽然运放电路起到了互阻放大器的作用，但也是一个增加了100,000 的电压放大器。这台设备应与电池或代电池一同工作。我们在整个输入电压范围内（从几乎没电的电池电压到代电池可能达到的最高电压）做了测试。但直到项目晚期，我们才试用了代电池。当我们连接代电池时，却看到了约为100 mV的转移。 有很多理论可以解释其原因。一名工程师将其归咎于盒子内部涂层的击穿现象；还有人则认为是因为相同涂层上发生的神秘漏电；另外有人认为是射频整流，相信用一些铁氧体磁珠和“好”电容器就会解决此问题。 我从故障着手，反向查找原因，经计算得出，运放接地电压和检波器接地电压之间仅需1-μV的压差。我问那个做设计的年轻同事是否采用了真正的单点接地，他信誓旦旦地说是的，还给我发送了一份设计图复件证明此点。我拿着复件找到他，问ADC、检波器和运放的非反相输入端的接地点在哪里，他说每个接地点都不同。 我说：“这可不是准确的单点接地。”这位年轻同事转了转眼珠说，他做的单点接地更好：他为模拟部分设计了一个实心铜箔地层。公共点在ADC处。整个模拟地层仅承载100μA电流，不可能超过1μV。模拟地层实际上就等效于一个单点地。 我问他：“你有没有一台有问题的设备，可以让我琢磨琢磨？” 他说：“一百台都有，我得把它们全改好。我正在研究排除软件中的错误。你可以拿一台，但拜托别搞坏了。” 我说：“那告诉我如何看到这种效果”，并从边上拿了一台4位半的数字电压表，把它放在100-mV量程上。 年轻人笑了下：“你用它什么都看不到。它只有10-μV分辨率。” 我在所谓单点模拟地层上发现2点有30μV压差，这也抵得上忍受他所投来的轻蔑眼神了。当我把代电池断开时，差值随即消失了。 解决方案很简单。因为ADC是差分输入，我们就把其反相输入端连接到运放的非反相输入端；把检波器的接地连接移到运放的非反相输入端。即使其接地不是大的接地 ，设备也不会出现故障。 结果看来是这位年轻人无意间将代电池的返回线接到了模拟地层，而不是数字地层。当代电池为整台设备供电时，全部负载电流都流经模拟地层，从而在旧的检波器地和运放地之间产生了一个大约1μV的压差。 我的同事遇到了两个同时作用的效应：极微的1 μV地电压和检波器低阻抗，这把他的互阻放大器变成了一个高增益电压放大器。 《电子设计技术》网站版权所有，谢绝转载