用ada4000,放大小信号测量频率抖动的问题

输入一个5mV以内的小信号,频率范围要求在200KHz以内都能测量频率,测频部分有单片机完成。

目前电路设计是4级反向比例放大器,每级放大十倍(整体放大1万倍),但是输出结果显示,频率不够稳定,大约有1~2%的抖动,频率越高越明显,

输入信号调大,则会减小抖动程度。

请问各位大神,如何设计电路,改善频率抖动问题?还是需要换运放吗?

  • +1
    •  Analog Employees 
    on Feb 6, 2020 2:16 PM

    示波器测试输出显示抖动么,那么单片机采样结果与示波器的采样结果一致么?

    如果使用示波器测试显示抖动,则可能是由于示波器触发的问题。

    因为没有看到电路,我猜测的可能如下:

    1. 失调电压影响输出:

    如果放大一万倍,第一级输入失调电压也会乘以1w倍,第二级的失调乘以1000倍,以此类推。你需要先想办法把失调电压调到0V,在最后一级运放增加一个可以编程的偏置源(用DAC来设计)。

    2. 带宽问题:

    每一级运放放大10倍,ADA4000的增益带宽积为5MHz,所以实际的带宽为500kHz, 而且这个带宽还是小信号的带宽,如果到最后一级运放,其信号很大,由于带宽的限制,可能会导致输出信号的失真,可以替换为带宽更高的运放,比如ADA4898-2,其增益带宽积为50MHz,除以10倍增益,依然有5MHz带宽,其失调电压典型值20uV。