Sinuswellensignal bei Resonanzfrequenz wird verzerrt

Ich weiß derzeit nicht, was ich tun muss, um mein Problem zu lösen. Ich habe ein Sinuswellensignal als Eingang und der Ausgang ist ebenfalls eine Sinuswelle. Bei Resonanzfrequenz wird die Ausgabe des Signals hoch. Ich konnte mit dem Funktionsgenerator eine gute Signalausgabe erzielen, aber mit einer Schaltung erhalte ich kein ähnliches Ergebnis. Das Eingangssignal wird verzerrt, wenn es in Resonanzfrequenz ist. In der Abbildung unten ist Lila die Ausgabe und Gelb die Eingabe. Ich verwende derzeit einen invertierenden Verstärker, um eine Verstärkung von 10 auszugeben. DDS-Modulgibt eine positive Sinuswelle mit 1Vpk-pk aus. Mit der invertierenden Verstärkung von 10 gibt es 10 Vpk-pk aus. Nach Verwendung der AC-Kopplung im Oszilloskop geht es von -5 V bis +5 V (gelb), wie in der Abbildung unten gezeigt. Bei Resonanz wird das gelbe Signal verzerrt. Was kann ich tun, um keine Verzerrung zu haben, wenn es sich um eine Resonanzfrequenz handelt? Jede Hilfe ist willkommen.

Geben Sie hier die Bildbeschreibung einVerzerrtes Signal bei Inphase

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Keine Verzerrung bei PhasenverschiebungGeben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Bitte beschriften Sie den Ausgang auf dem Schaltplan.
@ Mattman944, Ausgabebezeichnung hinzugefügt. Danke für die Information
Sie überschreiten wahrscheinlich die Kapazität des zweiten Operationsverstärkers. Reduzieren Sie Ihre Eingangsamplitude. Prüfen Sie die Oberseite des Induktors, um mehr zu erfahren.
@ Mattman944, Sie liegen genau richtig, wenn ich die Amplitude auf 3 V reduziere, sehe ich eine kleine Verzerrung. Der Operationsverstärker, den ich verwende, ist TSH82 von sparkfun. Ich habe die Spannung nach dem Induktor gemessen und sie steigt auf 53 V; Ich glaube, das ist ein induktiver Kick. Nach welchem ​​Operationsverstärker sollte ich suchen, um dieses Problem zu lösen?
Legen Sie Wert auf Ihre Komponenten und erklären Sie, was Sie zu erreichen versuchen.
Erhöhen Sie die Versorgungsspannung oder verringern Sie die Amplitude.
@ Mattman944, Testen von Schaltkreisen zum Lernen. Das ist alles.
Lila sieht nicht verzerrt aus. Gelb sieht verzerrt aus.
@Andyaka Purple ist die Ausgabe und Gelb ist die Eingabe. Die Verzerrung ist im gelben Signal, wenn es auf Resonanzfrequenz ist. Ich habe meine Erklärung geändert. Danke für den Hinweis.
@ user_1818839 gibt es eine Möglichkeit, den Operationsverstärker zu wechseln und keine Verzerrung zu erhalten, anstatt die Versorgungsspannung zu erhöhen oder die Amplitude zu verringern?
Welchen Wert hat der Widerstand am Ausgang?
@Sam - Sie haben immer noch keine Werte für L, C, R eingegeben. Wenn Sie dies tun, können wir die Schaltung simulieren. Bei Resonanz können die aktuellen Ausgangsanforderungen an den Operationsverstärker die Leistungsfähigkeit des Operationsverstärkers übersteigen.
@ Mattman944, ich habe jetzt alles hinzugefügt. Danke.

Antworten (2)

Unter der Annahme, dass R = 20 Ohm ist, beträgt der Spitzenwert von Vout bei Resonanz mehr als 4 Volt.

I(R1) = V/R = 4/20 = 200 mA!

Dies ist eine Reihenschaltung, daher ist der Ausgangsstrom des Operationsverstärkers gleich. Dies geht weit über die Möglichkeiten dieses Operationsverstärkers hinaus.

schematisch

Simulieren Sie diese Schaltung – Mit CircuitLab erstellter Schaltplan

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Oder durch Analyse ...

Bei Resonanz ist die LC-Impedanz Null, daher muss der Operationsverstärker in der Lage sein, den Widerstand zu treiben. https://en.wikipedia.org/wiki/LC_circuit#Series_circuit

Die Verzerrung hängt also nicht mit dem Gain Bandwidth-Produkt zusammen, sondern aufgrund des Mangels an Leistung, der Verzerrungen verursacht. Hmm
Wenn Sie nur experimentieren, ändern Sie den Widerstand auf 1k. Wenn Sie dies benötigen, um bei niedrigen Widerständen zu arbeiten, gibt es Hochleistungs-Operationsverstärker (teuer).
Ich habe den Widerstandswert auf 200 Ohm erhöht und ich habe keine Verzerrung mehr gesehen. Interessant ist, wenn ich 5K Ohm einsetze, ist der Ausgang immer in Phase mit dem Eingang. Wissen Sie zufällig, warum der Eingang und der Ausgang immer in Phase sind, wenn der Widerstand hoch ist?
Bei einem größeren Widerstandswert ist die Resonanzspitze weniger scharf. Es wird immer noch eine Phasenverschiebung geben, wenn Sie sich weit genug von der Mittenfrequenz entfernen.

LM358 hat Einheitsverstärkung bei 1,1 MHz. Schauen wir uns das Datenblatt des LM358 an.Open-Loop-Frequenzgang

Bei 200 kHz liegt die Spannungsverstärkung zwischen 6 und 15 und hat eine ziemlich große Hysterese (deshalb haben Sie mehr Verzerrungen auf der negativen Hälfte). Sie sind nur durch die Bandbreite des Operationsverstärkers begrenzt. Bei 161 kHz ist die maximale Verstärkung besser und Sie sehen keine Verzerrung.

Ich verwende derzeit TSH82 und es hat ein Gain-Bandbreitenprodukt von 10 MHz und -3 dB bei 100 MHz pro Datenblatt. Ist das nicht mehr als ausreichend?
Sinuswellensignal bei Resonanzfrequenz wird verzerrt
AntwortenHierDatenschutz-Bestimmungen1y, 0v