小电平电压检测电路(微伏)

电器工程 仪表放大器 生物电势 医疗的 萨伦键
2022-01-22 00:53:29

我最近一直在从事一个项目,该项目有助于检测肌源性电位(微伏水平)。多地学习后,最终确定了下面的测试电路。在此处输入图像描述

初始分压器有助于从 1V 1.5khz 正弦波生成微电平测试信号。第二级是仪表放大器,接下来是二阶低通滤波器,最后是同相放大器。当该电路在 TI 的 TINA 中进行仿真时,它可以按要求工作。但是当在 PCB 上实现同样的功能时,我没有得到任何接近输入的东西,而是 150-180kHz 的波,有点三角形。以下是 sch 和电路板布局在此处输入图像描述

在此处输入图像描述

任何人都可以建议我如何继续,因为如此小的电压已经很难测量。提前致谢。

4个回答

尽管可以设计一个增益高于单位的 Sallen Key 滤波器,但这并不常见,这是有原因的。它的任何增益都会将正反馈引入结构并导致其不稳定。特别是当您考虑放大器自身的极点时。

OPA177 的增益带宽约为 600kHz,在增益为 3 时,您的 Salen-Key 阶段在 ~200kHz 处有一个未计算的极点,非常接近您观察到的振荡频率。

将该阶段的增益降低到最多 1.5 并重新计算您的过滤器元素。您可以从移除 R8 开始(从而将增益设置为单位)并测试您得到的结果。

Sallen-Key 滤波器中的运算放大器应该是单位增益缓冲器。你的增益为+3,所以它在振荡也就不足为奇了。维基百科谈到了这一点。

如果你需要这么多收益,你需要在其他地方做。


德州仪器(TI ) 的 Sallen Key 滤波器分析应用报告也解释了为什么 3 或更大的增益会成为问题。具体来说,Pg。没有 5。

您的电路以如此高的频率振荡这一事实非常强烈地表明您存在接地/去耦问题。JRE 评论说您需要一个坚固的接地层,我同意。诚然,这意味着您需要在路由 -Vcc 方面发挥创意。此外,您的原理图不包括已明确使用的去耦帽。请更新以显示您实际使用的内容。

另一个风险是共享 VDD 轨。小时候,我制造了(不是说“设计”,而是制造了)许多 6 级分立双极 AC 耦合放大器,这些放大器一直振荡,直到我学会对轨道使用树形滤波思维方式。

OPA177 在 DC 时具有出色的 PSRR,但在 100Hz 时约为 80dB,在 1MHz 时仅为零 DB (1:1)。

因此 1MHz 的 VDD 垃圾不会衰减到输入。然而,您的 100X 增益级没有带宽限制。

并且运算放大器滤波器级将无法控制其在高频下的输出,并且 VDD 垃圾会直接通过)。

另一项设计任务是 VDD 树(实际上是两棵 VDD 树)。

示意图

模拟此电路- 使用CircuitLab创建的原理图