從一個(gè)跟隨器的奇怪現象深入分析下去……

設計一個(gè)儀表，需要輸出隔離4-20mA電流，因此用單片機產(chǎn)生PWM，然后經(jīng)過(guò)光藕來(lái)實(shí)現隔離目的。隔離后的PWM經(jīng)過(guò)RC低通濾波可以濾出直流分量。
在PWM和RC低通之間有一個(gè)跟隨器，用于提供RC濾波所需要的較低的輸出阻抗。

問(wèn)題就出在這個(gè)跟隨器上。

電路如圖，極其簡(jiǎn)單，358運放做一個(gè)跟隨器，輸入是占空比20%~80%的PWM方波，頻率260Hz，幅度0/2.5V
358電源電壓24V（358可以單電源工作）



然而問(wèn)題出現的也是極其古怪：

當占空比50%的時(shí)候，跟隨器工作正常，輸入輸出波形完全吻合(左圖)
當占空比>50%的時(shí)候，波形變成下面的奇怪的樣子（右圖）


圖2


在輸入為0的時(shí)候，輸出并不能跟隨輸入也為0，而是大約0.6~0.7V的一個(gè)恒定電壓，而且，如果占空比繼續增大，這個(gè)電業(yè)也會(huì )隨之增大
但占空比50%的時(shí)候，這個(gè)電壓突然消失，輸出又能很好的跟隨輸入了（如圖2左圖）

百思不得其解。
358的特點(diǎn)是可以單電源工作，我經(jīng)常用358做跟隨器，一直都沒(méi)有出現過(guò)任何問(wèn)題，10K的頻率也能跟上，況且這個(gè)電路是低頻小信號，輸出負載22K，只有微安級。
檢查電路，換片子，故障依舊。

郁悶了一下午，直到后來(lái)仔細分析了358的內部電路，才茅塞頓開(kāi)……

這個(gè)跟隨器和以前用358做的跟隨器最大的區別點(diǎn)在于：因為電容的電壓不能突變，在PWM輸出0的時(shí)候，運放的輸出端要“倒灌”進(jìn)電流。

這是358運放內部的輸出級電路；
在雙電源供電情況下，推挽級的Q13用于負半周電壓的輸出以及灌電流的吸收。
在單電源條件下，這個(gè)管子的CE將無(wú)法導通。這并不影響正常的電壓輸出。但如果存在電流倒灌，情況就另當別論了：
當灌電流較小，途中的50uA恒流源可以將其吸收，如圖中紅色A線(xiàn)
當灌電流較大，大于50微安，恒流源無(wú)法完全吸收，剩余的電流經(jīng)過(guò)Q13
的e->b,再經(jīng)過(guò)Q12泄放，（圖中藍色B線(xiàn)）這樣輸出腳電壓相當于1個(gè)PN結壓降加上CE飽和電壓。因為電流較小，所以大約0。6V左右。

再看RC濾波器，
當占空比50%的時(shí)候，C上的電壓小于1。2V，經(jīng)過(guò)22K的電阻，到灌電流小于50uA。因此橫流源可以完全吸收，輸出約等于0
當占空比>50%的時(shí)候，C上的電壓大于1。2V，經(jīng)過(guò)22K的電阻，倒灌電流大于50uA。恒流源無(wú)法完全吸收，輸出約等于壓降0.6V


所以，很容易得到解決辦法是358輸出端對地接一個(gè)360歐姆電阻，一切都正常了