LM358运放的谐波失真
LM358谐波失真
01 LM358谐波失真
一、背景介绍
LM358是一款常用的双运放，它具有功耗低、电源范围宽，性能指标适中等特点， 被广泛的使用在很多电路中进行信号的调理。生产LM358的厂家也很多，这里ST，TI，NEC，NS等不同品牌的LM358芯片。 今天看到一位Up主介绍了他的一个设计中所遇到的LM358运放一种不太常见问题， 那就是谐波失真现象。 下面讨论一下他所遇到LM358的谐波失真现象现象。
二、设计要求
原作者原本设计了一个运放谐波失真测试电路， 利用DDS芯片AD9833 产生了正弦波， 然后通过两路LM358进行信号放大与跟随输出， 对待测电路进行激励。 为了达到60dB谐波失真的分辨， 所以需要这其中的运放， 它本身所产生的的谐波失真要远远由于60dB才行。 但在这个过程中出现了问题。
根据LM358的数据手册 中的交流特性， 可以找到相应的谐波失真参数。 这里的失真包括谐波失真和噪声两项的叠加。 反映了器件总的谐波失真特性。 测量是在增益为1，负载为100k欧姆电阻，频率为1kHz下测量的。 失真不超过百分之0.001， 即性能优于100dB。 因此，LM358应该是能够满足电路设计目标的。
三、谐波失真
在实际上电路测试中发现，虽然都是LM358，但不同购买渠道和厂家的LM358性能却大相径庭。 这是测试实验电路板， 其中两块LM358分别来自于AMD，以及TI厂商。 对DDSAD9833输出的正弦波进行放大。
测试的正弦波信号的频率为1800Hz。 这是示波器观察到的电路输出信号。 下面蓝色波形是来自于数字信号合成芯片AD9833输出的信号， 上面黄色信号是LM358跟随放大信号， 可以LM358输出信号底部具有明显的失真。 很奇怪这个失真出现在信号的底部，信号的顶部非常漂亮。 这个失真与信号的幅值无关。无论信号幅度如何，失真的波动都约都在百分之一左右。 这是信号的频谱，可以看到第二个谐波的幅度大约比第一个峰值小了40dB，对应着1%的失真。 将横坐标再拉伸一倍。信号切换到另外一个通道，这是直接来自于AD9833的合成正弦信号。可以看到它的二次谐波峰值小于第一个谐波60dB以上。 这是两个LM358，通过测量他们性能一个好，一个坏。他们来自于同一厂家型号，但购买渠道不同。性能怀的价格非常便宜。 看来还是一分价格一分货， 便宜没好货。
※ 总 结 ※
本文展示了运放的谐波失真现象。 也告诉我们选择器件时还是需要注意到他们的供货渠道。 对于它们的特性需要进行测试， 不能够仅仅依赖于芯片的数据手册。
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