关于运放失效及损坏，困了我半年了，求众大神发表帮忙

HC0821

半年前做了一个电机调速器，调速信号为-5V 到 +5V，对应负的全速到正的全速；
整体思路是:    MCU->SPI->DAC8568（0-5V）->2*OPA4188(-5V  -  +5V)，电路图驱动部分如图1，
整体没有什么太大问题，理论仿真都是对的，仿真就是那个运放那一块时好时坏，一直稳定必须下来，我都抑郁半年了！
我不是搞专业搞模拟电子的，麻烦各位大神给琢磨琢磨；

图1是主要电路图，功能就是实现单片机+DA实现输出8路0-5V，这一部分没问题；
左半部分是用OPA4188运放，将DA的其中4路转换为(-5V  到 +5V)，看起来有点复杂，其简图如图2；
OPA4188采用双电源供电，其输出与输入主要为主要由参考电压及R4，R3决定；
理论仿真都说得通的，但是我焊接过好几块，后来都断断续续出现了问题，
1、总是会出现运放紊乱了，具体现象为，输入输出已经不再理论推导的范围内，完全是随机乱的，下面是测过的几组数据
    a:输入2.5V，输出-6V；输入5V，输出5V；输入0V，输出-12V；
    b:输入2.5V，输出0.87V；输入5V，输出3V；输入0V，输出-1.8V；
   c:输入2.5V，输出-12V；输入5V，输出5V；输入0V，输出-12V；
   d:输入2.5V，输出-3.5V；输入5V，输出3.55V；输入0V，输出-9V；
    我一共2片OPA芯片运放八路，上次我测出来4路是上面那样完全比例是乱的，但是其它的4路是好的，具体是那一路都是随机的，

2、还会出现运放失效，现象及时无论输入信号怎么变化，输出信号就一直是-12V，也是随机出现在某一路或者几路上；
 
    总结1、2：  上面两种情况都是，后来出现的，就是说我一开始还是能够正常工作的，然后过几天就再测试就坏了几路，同一块芯片也也会出现某几路是正常的，某几路就是乱的，或者失效，芯片均没有发烫；

3、也出现过好多次，焊接好测试一开始就发烫，输出端基本恒定往-12V靠，芯片很烫有胶味，而且OPA的IN+，也就是信号输入端的电压也是乱的，接在DA输出通道上，压根不随着DA输出改变，反而把DA输出的电压乱拉，出现过有-0.5V左右的样子；

我自我感觉，是PCB布版问题不大，因为前面一块是一直能正常使用的，然后又一次被我电源插反烧了，后面再焊接就再也没有焊接出一块稳定的板子来，感觉肯定是原理图设计有问题，OPA运放的使用需要注意很多问题，或许是哪些地方没有考虑到；但是原理图又貌似没有问题，毕竟前面有一块是一直能用的。这个问题问题困了我太久了，在网上都不知道怎么收索问别人，所以请大神们都指点指点，猜一猜我这个问题究竟出在哪里？我搞定以后一定结贴把成果分享给大家；
谢谢
给大家拜个早年!


PS:图2，简化图里的R3 R4都应该是10K
最新发上了附件，包括PDF版的简图，及我开板的工程文件；

xuande

大概看了下，有问题。先说结论：这电路只能输出正负2.5v电压，不能输出正负5v；要改电路才行。

原因：
仔细看下DA手册，图127和128，你的电路都不符合。你想自己创造电路吗？
DA现在固定接2。5v，所以运放也只能接这个参考源；相应地，输出范围只能有正负2.5

因为DA的参考源固定了2.5，最多只能出2.5v电压；如果你通过跳线帽强行给另一个输入端送5v参考源，这运放就不伦不类了，有点像比较器。
运放有时输出负 rail ，可能就是这个原因吧。

所以最多只能用2.5v参考源，输出正负2.5。5v参考源形同虚设，不能用。

仔细查跳线帽的位置，不能接5v！

HC0821

各路神仙，指条活路！

xuande

把图1画成图2那样的形式，画漂亮点，

我保证给你解决。

正点原子

帮顶....

HC0821

回复【4楼】正点原子:
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谢谢原子哥

maguangjie

回复【2楼】HC0821:
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你把那150pf的电容去掉看看

maguangjie

还有，你那DA输出的电压接入运放前最好加一阶低通滤波器，滤除数字噪声。

HC0821

回复【3楼】xuande:
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大哥，感动啊我！
我已经把图纸改好了，应该可以看得清楚了，文件4，麻烦抽空给看看！
祝福身体健康，工作顺利！
非常感谢！
期待您的回复！

xuande

好，我兑现承诺。需要大概几天时间吧，可能没时间专职做这事。

HC0821

回复【6楼】maguangjie:
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那个好像不是重点

HC0821

回复【10楼】xuande:
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感谢您花时间给我看，您上面说的问题我一一答复您：
（我在另外一个论坛上的一个朋友指出了我的纰漏，R3,R4都应该是10K，对应参考运放的参考电压应该是5V，这样的话，输入0-5V就能输出-5V-  +5V了，我发图错了，两种情况搞混了；）
1、DAC8568的D型号是可以输出0-5V的；所以也能运放输出+-5V的；如果我按照图1的原理图，把仿真图接地的NOP电阻焊接10K，对应仿真图上应该接在R3、R4之间，而R3、R4也应该改为20K、10K，参考电压采用2.5V，芯片选用DAC8568B，输出0-2.5V，输出仍旧是+-5V；
2、相对于DA手册的推荐图纸（我个人觉得里面的127图是不对的，它反向端接了2.5V，按照10K 10K的情况，无论Vout输出2.5还是5V都是没有输出+-5V的，因此我才做了我上面说的用DAC8568B型号，再加一个接地的电阻才实现的），我做了以下改变，加了一个电容想做积分，加了个75欧姆的电阻想做限流，然后对电源做了些处理；我也不知道这样对最后的结果产生了什么影响，我的本意是想做的更稳定一些呵呵；
3、关于你说的用两套参考的问题，我觉得问题不大，我在1里面说了我板子可以焊接为两种情况的：A、使用DAC8568D，输出0-5V，运放参考电压接5V，运放采用两个10K的电阻，最后达到目的；B、使用DAC8568B，输出0-2.5V，运放参考电压使用DAC的内部参考电压2.5V，即二者为同一个基准，运放采用两个10K、一个20K电阻，一样可以达到目的；   最后测试的结果解释两个板子焊接了好几块，一开始都是对的，最后都出错了几路，可能我觉得原理上是说的过去，可能是有些运放上的某些细微的东西没用考虑到；还有一个很大的可能性就是PCB画出了什么问题；
再次感谢您的指导，有疑问可以继续提出，谢谢；

HC0821

回复【10楼】xuande:
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感谢您花时间给我看，您上面说的问题我一一答复您： 
（我在另外一个论坛上的一个朋友指出了我的纰漏，R3,R4都应该是10K，对应参考运放的参考电压应该是5V，这样的话，输入0-5V就能输出-5V-  +5V了，这样对应的是我下面描述的情况A。我发图错了，两种情况搞混了；） 

1、DAC8568的D型号是可以输出0-5V的；所以也能运放输出+-5V的；如果我按照图1的原理图，把里面两个10K电阻间接地的NOP电阻焊接10K，把接输出端的10K换做20K，对应仿真图上应该接在R3、R4之间加一个10接地，而R3也应该改为20K，参考电压采用2.5V，芯片选用DAC8568B，输出0-2.5V，输出仍旧是+-5V； 

2、相对于DA手册的推荐图纸（我个人觉得里面的127图是不对的，它反向端接了2.5V，按照10K 10K的情况，无论Vout输出2.5还是5V都是没有输出+-5V的，因此我才做了我上面说的用DAC8568B型号，再加一个接地的电阻才实现的），我做了以下改变，加了一个电容想做积分，加了个75欧姆的电阻想做限流，然后对电源做了些处理；我也不知道这样对最后的结果产生了什么影响，我的本意是想做的更稳定一些呵呵；
 
3、关于你说的用两套参考的问题，我觉得问题不大，我在1里面说了我板子可以焊接为两种情况的：A、使用DAC8568D（它需要的基准电压是2.5V，使用其自供参考），输出0-5V，运放参考电压接5V，运放采用两个10K的电阻，最后达到目的，这样是两部分不是使用同一个参考电压，但是相对于地的电位是一定的；B、使用DAC8568B，输出0-2.5V，运放参考电压使用DAC的内部参考电压2.5V，即二者为同一个基准，运放采用两个10K、一个20K电阻，一样可以达到目的；   最后测试的结果就是两个板子焊接了好几块，一开始都是对的，最后都出错了几路；您说的两个基准或许会导致出问题，但我觉得这无法解释一个板子一开始是好的，慢慢的都失效了，而且不是4路同时坏的，经常就会出现坏了其中一路，但是其它3路还是好好的。

我觉得我原理上是说的过去，可能是有些运放上的某些细微的东西没用考虑到；还有一个很大的可能性就是PCB画出了什么问题； 
再次感谢您的指导，有疑问可以继续提出，谢谢；

xuande

趁我们都在线，是个机会。

xuande

先声明一下，这种电路我做过。区别是，我用LTC2642，你用DAC。

xuande

你的目的我清楚了，就是用16位DA，产生一个+—5V.
按说，完全按手册去做，就没有问题。

你的DA，允许参考为5v，输出0~5v。
那么，按手册，外加个运放，就能转换成+—5了

xuande

事情应当分两部分，
一是你的设计能不能达到目的？这一点我是怀疑的。我推算了一下，如果DA和运放采用不同的REF，不能得到你要求的输出。
二是，损坏问题。我的意见，不论运放设计是否能正确输出需要的数值，都不应当损坏或失效。除非是电源电压超出范围、外界强干扰的破坏，或者芯片不良等非技术因素。

这两点互相独立。咱们先说哪一点？

xuande

网页显示你在线。

xuande

第一点。
把自己的电路，和手册的电路，都画成手册那样的形式，
认真列一下算式，电阻、参考、DA电压各种组合，看能不能达到设计目的？

xuande

第二点。
前面说了，只要运放电源电压、输入电压都在手册额度范围内，即使运算结果是错的，器件也不会损坏。
那么损坏、失效有几种可能：
1、供电不良，叠加高压脉冲？用示波器观察。如果是这问题，就改善电源。
2、外部强干扰。接电机，容易有这情况。可以不接电机负载，长时间运行试试。这时就要加保护、吸收之类。

HC0821

回复【10楼】xuande:
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大哥，最新测试发现，我的OPA的电源是-12.16V，+11.67V，这个会使得运放长时间工作就不行了么？

xuande

回复【21楼】HC0821:
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手册上，运放可以加到+-18，
这点差别不大。

HC0821

回复【18楼】xuande:
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在的我，刚刚在测试去了，现在才看到您回了这么多

xuande

差太多，会影响输出准确度，不至于损坏。

HC0821

回复【22楼】xuande:
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你以前用的哪块运放啊?我图里加的150PF，和75ohm应该不会导致这个原因的吧！

HC0821

回复【25楼】HC0821:
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刚刚我，上电把又测了一下，
上次测的结果，
 a:输入2.5V，输出-6V；输入5V，输出5V；输入0V，输出-12V；
    b:输入2.5V，输出0.87V；输入5V，输出3V；输入0V，输出-1.8V；
   c:输入2.5V，输出-12V；输入5V，输出5V；输入0V，输出-12V；
   d:输入2.5V，输出-3.5V；输入5V，输出3.55V；输入0V，输出-9V；

这测试，刚上电DAC输出2.5V，7路都在0V，一路在0.1V
然后大概调节了一下输出，绝大部分都是对，但貌似有点小偏差，但是比起上次的测试结果好多了；
没有做笔记，大概记得是，有两路输入0.87V，一路输出-1.51V，一路输出-1.32V，还一个输入2.5V，输出5.33V
这一块的对应关系式0-2.5V   输出+-5V，就是那个B型号的DAC

xuande

150pf，是滤波，没问题；
75o，这个没什么用。

这运放，本身也是低噪声，没问题。
都不是原因。

xuande

回复【26楼】HC0821:
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你已经糊涂了，陷进去了。

先看我 LS 说的，第一点。

HC0821

回复【27楼】xuande:
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唉，我就郁闷了，我用的TSSOP-14的小封装OP，电阻也是0603的，0.1%的精密贴片，这会导致问题出现么？比如，焊盘太近了！

HC0821

回复【28楼】xuande:
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我加的磁珠，100ohm@100MHZ

xuande

这样下去，你还会再花半年，仍然找不出原因。

HC0821

回复【17楼】xuande:
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大哥，你上面说了这句，如何理解：
一是你的设计能不能达到目的？这一点我是怀疑的。我推算了一下，如果DA和运放采用不同的REF，不能得到你要求的输出。
参考电压会出现什么问题呢？二者不是使用同一个，但是相对地的电位都是固定值的啊，也应该很稳定；
如果要是使用DAC   D型号的话，运放就只能使用5V的参考，这个和DAC芯片所需要的2.5V是冲突的！

xuande

你陷在自己的思维里，听不进别人的话。

HC0821

回复【31楼】xuande:
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想哭！！！
我是搞几天，然后现象时好时坏，不稳定，然后就修养几个礼拜
响起来了呢，又去搞几天，还是不行，如此周而复始，我这板子还是我去年5月份就开出来的！

xuande

看红圈。

HC0821

回复【35楼】xuande:
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我刚刚也去查看了这里，但是我之前好像是参考上面的电器描述里，第4页，REFERENCE,    VREF IN  Grades C/D    MAX=AVDD/2

xuande

事情有点拧。需要仔细看手册其他地方。我需要点时间。

HC0821

回复【35楼】xuande:
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今天感谢指导，我会去把你上面说的两点仔细查一查看看的，
谢谢

HC0821

回复【37楼】xuande:
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今天就不耽搁您了，我都不好意思了，我也去把你指出的地方在仔细看看，你先忙自己的事情吧，我们有时间再交流
反正我PCB工程也都分享上去了，问题可以回去慢慢看，不打扰您上班，
感谢！

632069383

你不会是用这个运放直接驱动电机吧？

HC0821

回复【40楼】632069383:
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当然不是，电机有单独的动力电，这个只是作为控制调速信号；

象牙塔

楼主结果怎么样了？

HC0821

回复【42楼】象牙塔:
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还是不稳定，原理没有太大问题；
最有可能的是板子画出问题了，或者是里面的阻容匹配不行，我是个外行，也搞不懂问题所在；
这几天准备画第二套试试；