使用AD8628搭建

八階巴特沃斯低通濾波器

輸出異常

4-20mA高精度電流采集，ADC前端做0-200Hz低通濾波，使用ADI的FilterCAD設(shè)計(jì)電路并在Multisim中仿真均正常。

實(shí)際PCB板，輸入4mA電流信號(hào)，使用100Ω精密電阻做I-V轉(zhuǎn)換，濾波器前三級(jí)AD8628輸出均正常，為0.4V, 最后一級(jí)AD8628輸出為0.7V，將最后一級(jí)AD8628輸出開路(拆除ADC芯片),

輸出仍然異常，請(qǐng)問(wèn)這是什么原因。

你是怎么采集電流信號(hào)的，需要把電路圖發(fā)出來(lái)，這個(gè)電流信號(hào)的共模電壓是在高邊還是在低邊?

你的系統(tǒng)應(yīng)該是單電源供電吧，如果單電源供電需要注意輸入的共模電壓一定要在運(yùn)放輸入范圍內(nèi)，或者給你的單電源供電運(yùn)放加偏置，而且要保證你的偏置電源的源阻抗要非長(zhǎng)低，一般用運(yùn)放做buffer就可以實(shí)現(xiàn)!

是的，5V單電源系統(tǒng)。電流環(huán)通過(guò)100Ω精密電阻轉(zhuǎn)換為單端電壓，可以理解為濾波器輸入為0.4V-2V電壓信號(hào)。電路圖如下所示。

饋入4mA電流，前三級(jí)AD8628輸出均為0.4V電壓，之前用萬(wàn)用表測(cè)第四級(jí)AD8628輸出電壓為0.7V，后來(lái)用示波器測(cè)發(fā)現(xiàn)輸出出現(xiàn)振蕩，頻率71KHz, Vpp 1.8V, 將第四級(jí)AD8628更改為Buffer, 即拆除原理圖中電容C4，振蕩依舊。

用示波器測(cè)試一下你的U1輸出是否振蕩，然后斷開后面的鏈路(拆掉R5)，再測(cè)試第一級(jí)U1的輸出是否振蕩!

示波器觀測(cè)波形U1，U2，U3輸出均不振蕩，直流400mV

你的U4輸出還有負(fù)載電容么?

如果有，將此負(fù)載電容拆掉，看其是否振蕩，一般運(yùn)放跟隨器模式輸出直接掛電容，容易導(dǎo)致振蕩，因?yàn)檫\(yùn)放的閉環(huán)輸出阻抗接近于一個(gè)電感，電感再加電容，就等效于在你的運(yùn)放的輸出端掛了一個(gè)LC諧振器，因此會(huì)導(dǎo)致振蕩。所以先看你的U4的輸出是否掛了電容。

如果輸出沒有掛載電容，按如下步驟操作：

把R9跟前一級(jí)斷開，單獨(dú)測(cè)試U4 濾波器的電路。

1)你先將R9的輸入端接地，測(cè)試輸出是否有振蕩;

2)接入一個(gè)信號(hào)源，輸入方波激勵(lì)， 查看輸出的階躍響應(yīng)，是否存在振蕩或者振鈴;

如果有振蕩，說(shuō)明是此電路不穩(wěn)定，檢查你的PCB設(shè)計(jì)，是否存在問(wèn)題，替換運(yùn)放或者外圍器件，最終鎖定是哪個(gè)器件導(dǎo)致振蕩!

你好，U4輸出至ADC輸入掛了1個(gè)0.1uF的對(duì)地電容，將這個(gè)電容拆掉就正常了，非常感謝你專業(yè)的分析!

在U4的輸出和負(fù)載電容之間加一個(gè)100R的電阻就可以解決振蕩，這個(gè)電阻就近似于在LC之間加了一個(gè)補(bǔ)償電阻，增加阻尼。

好的，我會(huì)增加電阻測(cè)試。另外我想請(qǐng)教一下，這樣的有源濾波電路對(duì)直流電壓的損耗大概是什么級(jí)別的，我的ADC芯片是24bit,整體電路精度要求比較高。

濾波器主要就是濾除交流噪聲，對(duì)直流沒有影響!

你的電路主要問(wèn)題不在于濾波器 而在于電流采樣電路，設(shè)計(jì)采樣電路一定要考慮阻抗，要高阻輸入，低阻輸出，所以在采樣電流時(shí)需要增加一級(jí)運(yùn)放。

原文標(biāo)題：使用AD8628搭建八階巴特沃斯低通濾波器

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審核編輯：湯梓紅