lm324放大一个15Khz的正弦波，放大后变三角波了

jintongzzd · 发表于 2020-6-3 12:40:53

本帖最后由 jintongzzd 于 2020-6-3 23:07 编辑

放大一个正弦波，放大后变成了三角波。

12脚输入，14脚输出

12脚输入的波形

13脚波形

14脚波形

xixia001 · 发表于 2020-6-4 21:45:31

加2个电阻和1个电容再看看

网络孤客 · 发表于 2020-6-4 17:22:31

sadate 发表于 2020-6-4 16:27
运放和比较器的内部电路在第一级基本是一样的设计。比较器线性区比较短。而运放的线性区是比较大的。但是运 ...

正解，频率太高了。

用NE5532吧，性价比高

sadate · 发表于 2020-6-4 16:27:06

本帖最后由 sadate 于 2020-6-5 13:17 编辑

运放和比较器的内部电路在第一级基本是一样的设计。比较器线性区比较短。而运放的线性区是比较大的。但是运放想要工作在线性放大区，那么需要增加反馈电压到负输入端。这样才能让运放工作在放大区。也就是说如果运放没有接负反馈电阻的话，那么运放是工作在饱和区的，工作在饱和区的话，运放的输出电压要不是接近电源电压，要么是接近0V电压（此时跟比较器是一样的）。运放工作在饱和区的话，其上升下降沿是没有比较器快的，所以运放当比较器用的时候，工作频率是没有比较器快的。比较器可以工作到几百KHz，而普通运放LM324只能工作在15KHz以下。

为了避免正弦信号的严重失真，信号的频率和输出信号的幅度必须有一定的限制以保证输出信号的最大斜率不会超过运放的压摆率。图2中，正弦信号的最大斜率是正比于幅度Vp和频率的。如果压摆率较小（小于所需压摆率的20%）,输出信号将会失真，类似于一个三角波。

根据楼主的图片，计算运放需要的压摆率(SR)如下：

SR = 2*pi*f*Vpp （Vpp是输出的峰峰电压的一半）
= 2 × 3.1415926 × 15.4khz x (12.88V / 2)
= 0.62314V/μs

根据LM324手册的指示 SR是0.4V/μs，增益带宽积是1.3MHz

显然此处LM324是不合格的，LM324是一种古老而缓慢的运放。
正如您在自己的实验中发现的那样，它具有受限的“转换速率”，不得超过0.4V/μs，
这就不允许跟随大于9.88khz频率的输入频率，且输出波形像楼主示波器展示的这种大幅度（峰峰电压12.88V）的变化
否则信号就会失真，变成相位滞后的相移三角波。

解决办法，要么换更好的运放，要么限制输出电压的摆幅（限制电压增益： R15 = 20K / R25 = 11K, 输出电压峰峰值为8.27V）