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[参考译文] LM258:wierd 行为

Guru**** 670100 points
Other Parts Discussed in Thread: LM258, LM158-N, OPA2170, TL062, TLV2170
请注意,本文内容源自机器翻译,可能存在语法或其它翻译错误,仅供参考。如需获取准确内容,请参阅链接中的英语原文或自行翻译。

https://e2e.ti.com/support/amplifiers-group/amplifiers/f/amplifiers-forum/733874/lm258-wierd-behavior

器件型号:LM258
主题中讨论的其他器件: LM158-NOPA2170TL062TLV2170

所有、

我将尽可能清楚地解释:

我创建了一个 PCB、其中微控制器将读取2个模拟输入。 对于模拟输入、我使用 LM258作为电压跟随器。 为了保护输入、我使用了一个10kOhm 电阻器和一个 TVS。

由于我的微控制器使用5V 电压、因此我在运算放大器的输出端使用分压器7/1。 由于 LM258WY 上的 VCC 为24V (而不是下图中的12V)

现在、当我打开源时。 我的输出(引脚1和7)。  已经提供24V 的输出。 输入电压(引脚3和5)为0V。

当我将20V 电压连接到输入端时、我在系统中发生短路、并烧断 LM258。

我不会明白会发生什么错误。  

我使用 LM258AD 仿真了系统(在多路复用器中工作正常)、并使用 LM258WY。 但我在数据表中看不到这会是问题。

能不能有人告诉我发生了什么。 我不明白。

提前感谢、

此致、

Toon Mertens

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    大家好、Toon、

    TI 不生产看起来像 ST Micro 部件的 LM258WY。

    奇怪的是、当电源打开且输入为0V 时、输出端的电压为24V。 您是否已检查 PCB 的制造缺陷?

    保罗

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    尊敬的 Paul:

    确实谢谢。 我最初想使用 LM258AD、但我们的供应商不再提供它。
    我检查了 PCB、看不到任何制造错误。

    我会随时向您提供最新信息。

    感谢您的快速响应、
    此致、
    Toon
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    大家好、Toon、

    我也看不到原理图或布局有任何问题。

    施加*电源*时,输出电压轨是否为24V? 或何时启用"源"? "电源"是否为上述电源?

    施加20V 输入之前、输入在做什么? 您如何应用20V 电压? 预期的输入电压范围是多少?

    LM258具有 PNP 输入级、因此偏置电流流出输入引脚(大约10nA 的电流从 V+流出输入并流向 GND)。 因此、"浮动"或高阻抗输入将自然地向 V+"浮动"。 这可能解释了当输出保持"浮动"(未连接)时、输出立即上升到24V 的原因。

    但是、当您使用 DMM OE 示波器探测输入时、您会使用 DMM 的10M 输入阻抗将输入分流至接地、然后输入降至"0V"(实际上约为100mV)。 您在输入端看到0.000V 还是大约100mV? 在探测输入时观察输出、看看输出是否下降。

    您能否详细了解"当我将20V 电压连接到输入端时、系统中出现短路并烧断 LM258"?

    是直接冒烟吗? 刚变热? 封装破裂? 它是否恢复? 如果您从0V 上升到20V、会发生什么情况?

    您是否使用 TVS 的单向("A")或双向("CA")版本? 您应该使用单向"A"版本来立即钳制任何负电压。 是否确定您未意外施加-20V 电压? 这些器件不能很好地接受负输入电压。

    是否确定表面贴装电阻器是您期望的值? 仔细检查...
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    大家好、Toon、

    听起来很奇怪... 24V 电源电压、它是否直接来自工厂? 这种电源电压是否受到开关噪声、电感反冲、骤降、尖峰和瞬变的严重污染? 来自地狱的电源电压? :-)

    还是车辆的叉车电压? 该电压可能会更受瞬态和尖峰的影响!

    在这种情况下、您应紧急为 OPAMP 的电源电压提供一些保护电路。

    正如 Paul 已经提到的:TVS 是 SM4T28CAY? 这将是双向 TVS。 不好。 单向 TVS 更适合 LM258的输入。

    Kai
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    尊敬的 Paul:

    电源开启时、输出电源轨为24V。

    因此、首先:

    我对运算放大器进行了解色、打开了电源、并测量了运算放大器的每个引脚。

    1、0伏
    2. 0V
    3、0伏
    4、0伏
    5、0伏
    6. 0V
    7. 0V
    8. 24V

    因此、这告诉我、PCB 中没有问题。
    在我将新的运算放大器重新焊接到 PCB 上并再次打开电源后。 然后、我测量引脚上的以下值:

    1.21.24V
    2.21.24V
    0.276V
    4、0伏
    0.264V
    6. 21.24V
    7.21.24V
    8. 22.55V

    我为 PCB 提供正常工作台电源。 (ISO 技术 IPS303DD)。

    现在、我探测输入和输出信号。 现在、当我探测输入时、输出确实从20V 下降到0V。
    那么、您能否向我解释一下这里有什么问题? 这种情况如何发生、我应该如何解决?

    请不要告诉我、我需要在 PCB 上放置一个分流电阻器。 然后我需要更改它。

    感谢您的支持!
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    尊敬的 Kai:

    感谢您的回复。
    Paul 帮我解决了这个问题。 当我用示波器测量输入时、输出也会下降。

    现在、我只需要找到一个解决方案。
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    大家好、Toon、

    输入偏置电流从 LM258的+INPUT 引脚流出。 查看此数据表的图16、了解原因:

    www.ti.com/lit/ds/symlink/lm158-n.pdf

    该输入偏置电流会搜索到信号接地的电流路径。 但是、由于只有 TVS、它会将 TVS 偏置、直到 TVS 打开。 根据 TVS 的数据表、该电压大约为20...24V。 这就是您在引脚1、引脚2、引脚6和引脚7处测量21.24V 电压的原因。

    在 OPAMP 的正输入端连接仪表时、您可以通过仪表为输入偏置电流提供一条电流路径、使输入偏置电流到达信号接地端。 50nA 会在10M 的仪表阻抗上导致0.5V 的输入压降。 这就是您在引脚3上测量0.276V、在引脚5上测量0.264V 的原因。

    当您同时探测输入和输出时、您将看到输出下降、因为您用探头阻抗对输入短路。 它是1M? 50nA 乘以1M 仅为50mV。 因此、您将在输入和输出端看到大约0V。 断开探针与输入的连接、您将看到输出再次上升。

    Kai
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    尊敬的 Kai:

    感谢您的讲解。 你给我讲了一个清楚的。 因此、要解决这个问题、唯一的方法是将一个高电阻的电阻器与 TVS 并联。 这意味着我需要重新连接 PCB。

    所有运算放大器都像这样工作吗? 否则、我可能会搜索另一个没有此功能的运算放大器?

    再次感谢大家的大力支持。
    此致
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    大家好、Toon、

    具体取决于您连接到输入端的内容。 如果输入由一个低欧姆源驱动、那么还提供了一个输入偏置电流到信号接地的电流路径、一切都很好。

    是的、所有运算放大器都具有输入偏置电流、这些电流必须看到到信号接地的电流路径。

    Kai
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    大家好、Toon、

    对于高电压电压跟随器、您可以选择较新的 CMOS 运算放大器、如 OPA2170或 TLV2170。 TL062也可能是一个不错的选择。

    希望这有所帮助、
    Paul
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    你好,Toon。

    LM258输入偏置电流约为20nA、因此输入将被拉高。 在大多数温度下、LM258偏置电流大于 TVS 二极管泄漏、因此输入将处于高电平。

    使用 TLV2170时、输入电流应低于 TVS 二极管的泄漏电流、因此输入将变为低电平。 我不能这么说。 开路输入也很容易拾取噪声。