Греется ОУ, не могу найти причину

[Schrodinger]

Здравствуйте! Заранее извиняюсь за такой глупый вопрос. Но я не могу понять, почему греется ОУ. Собрал релаксационный генератор по схеме (C = 0.01 мк, R = 47k, ОУ AD8040):

Включаю питание (двуполярное: +5 вольт, земля, -5 вольт; подключено верно), вместо ожидаемого прямоугольника вижу на осциллографе такой сигнал:

И при этом случайно заметил, что ОУ сильно греется. Отключил питание поскорее, пока ничего не сгорело, перепроверил монтаж. Единственное подозрение - что где-то есть замыкание под брюхом микросхемы (паял феном smd-вариант ОУ). Но при внешнем осмотре ничего не замечаю. Может, есть какой-то способ установить, какие именно ножки замкнуло? Или для нагрева микросхемы и срыва генерации могут быть другие причины, кроме замыкания?

[Муркиз]

Тут мало сам генератор дать - нагрузка у него какая ?

[Schrodinger]

Нагрузка у него - буферный повторитель на другом ОУ той же микросхемы и управляющий вход аналогового ключа DG419. Схемы нет под рукой, пока не могу приаттачить.

[steeler]

Проверь работу блока питания. Возможен возбуд.

[Schrodinger]

Я давно заметил, что у моего блока питания отрицательное напряжение на осциллографе идёт косыми штрихами, поэтому впаял между минусом и землёй кондёр, который эту проблему устранил. Кроме того, на каждую ножку питания ОУ я повесил по два кондёра (10 мк и 0.1 мк, как указано в даташите), и поэтому, честно говоря, после включения своей схемы питание на осциллографе не смотрел (думал, так итак всё очевидно). Но посмотрю обязательно.

Итак, возможные варианты:
1. Замыкание (но эта микросхема состоит из 4 ОУ, и один из них используется в качестве усилителя для датчика температуры, и всё работает - температуру показывает верную, значит, по крайней мере, часть микросхемы живая, и полюса питания не перепутаны, и замыкание маловероятно)
2. Возбуждение по питанию. Я предусмотрел в схеме блокировочные конденсаторы, поэтому питание даже не проверял. Вечером проверю обязательно.
3. Возбуждение из-за нагрузки. А вот здесь можете пояснить, какими качествами должна обладать нагрузка, чтобы генератор не возбуждался? А то у меня там стоят резисторы 10 кОм (от генератора до буферного усилителя) и 1 кОм (от генератора до аналогового ключа). Может, сильно высокое сопротивление нагрузки?

[Schrodinger]

Слушайте, ну я от него всю нагрузку отпаял, по всем ножкам с оплёткой прошёлся для удаления возможного замыкания, проверил осциллографом питание, проверил мультиметром питание на ножках операционника - всё в полном порядке, а всё равно сразу при подаче питания микросхема греется. Питание +/-5В, то есть 10 вольт в сумме. По даташиту, он питается от 2.7 до 12.6 вольт, допустимо двуполярное питание (даже таблица есть в даташите - характеристики при питании +/-5В).

[Муркиз]

А на остальных 3 неиспользуемых ОУ выходах какой сигнал?

[Schrodinger]

дело в том, что они все используются. На картинке расписано, какой ОУ чем занимается. Там на разных ножках, в основном, либо -, либо + питания. На той части, которая усиливает сигнал - нужный сигнал, усиленный в нужное количество раз.

[misterzu]

Уверены что греется изза генератора? Какая полоса пропускания осциллографа которым контролировали сигнал на выходе?
Разводка и монтаж у вас.. стремные. Козу поискать нужно, да. Хотя еслиб там в части генератора было КЗ, изза которого грелся бы оу - то ничего он бы не генерил вообще. Я обычно ищу коз встроенной звонилкой китайского тестера, ложные срабатывания бывают крайне редко и обычно легко дифференцируются направленностью)
Если все будет плохо и непонятно и ваще тупик, а осциллограф не способен показывать частоты в десятки МГц, то можно попробовать забороть потенциальный возбуд так:

relaxgen.png

(17.15 КБ) 977 скачиваний

емкость C2 лучше изначально лучше даже 20 пик взять, и если поможет - то уменьшить до 10. А если не поможет - то сорри, значит - не угадал

[misterzu]

а еще у вас походу в той части что зовется буфер по напряжению - инвертирующий и неинвертирующий входы перепутаны..

[Schrodinger]

Про разводку я с Вами согласен - это всегда было моей проблемой. Логики в голове не хватает, а авторазводчикам я не доверяю. Вот и развожу руками, как Бог на душу положит =)
Насчёт монтажа - тут я поспорю =) Это всего вторая моя плата, запаянная феном, и по сравнению с первой эта - просто конфетка =) Всё никак не могу определиться с количеством паяльной пасты.
С последним Вашим сообщением не согласен категорически: это инвертирующий буфер. Да и даже если бы здесь было что-то перепутано, то не работала бы схема или работала не так, как ожидается. А тут микросхема греется. Вряд ли она бы грелась из-за перепутанных входов.

Осциллограф у меня ОСУ-10В, по паспорту полоса 10 МГц.

А какие вообще бывают причины, вызывающие нагрев микросхемы?

[mzw]

Как один из вариантов - дефектная микросхема. Возможно, перегрели феном при пайке.

[Schrodinger]

Придётся покупать ещё одну такую микросхему и на беспаечной макетке тестировать.

[misterzu]

С последним Вашим сообщением не согласен категорически: это инвертирующий буфер.

Инвертирующий буфер на картинке слева. А то что у вас там разведено - справа.

zzz.png

(10.77 КБ) 884 скачивания

Ну или изза качества фото и разводки я чегото не рассмотрел но в даташите инв. вход - предпоследняя (13я) лапа , никакого делителя на ней не вижу. Вижу только один резистор на 10к с выхода генератора. А делитель определенно вижу на неинвертирующем входе (лапа 12), которому нужно просто тупо висеть на земле. Можно в принципе висеть ему земле и через резистор, но обратной связи на выход с него быть не должно. Так что резистор ОС с него выпаиваем и как нибудь перепаиваем на инвертирующий вход.

а и даже если бы здесь было что-то перепутано, то не работала бы схема или работала не так, как ожидается.

Юмор ситуации в том, что работать оно будет как раз таки так как ожидается

[Schrodinger]

Хммм... Что-то я недоглядел. Действительно, какая-то ересь у меня вместо буфера по напряжению. Ведь у меня там получилась ПОС, а она-то, как раз, и может приводить к возбуждению, если я правильно теорию помню. И Вы думаете, из-за этого микросхема может греться? Надо будет проверить это: отпаять всё, что относится к моему "буферу".

Вообще, его задача - быть источником напряжения, и при этом инвертировать прямоугольник.

[misterzu]

ОУ не предназначены для работы в таком режиме, потому может быть все что угодно В том числе и нагрев, даже безо всякого возбуждения, тк весь режим схемы ОУ будет перекошен в край.
Просто перепаяйте один резистор как я написал. Если вы оставите ноги ОУ болтаться в воздухе - это будет не намного лучше.

[Schrodinger]

Спасибо за совет! Перепаяю вечером, отпишусь по результатам.

[Schrodinger]

Перепаял схему, перекинув ОС с ПОС на ООС (как в Вашей схеме). Действительно, микросхема перестала греться! =) Значит, ОУ грелся из-за того, что в нём была использована ПОС. Спасибо Вам, что обратили на это внимание! =)

Однако, на выходе после буфера не тот сигнал, который я ожидал. Слева - сигнал с генератора до буфера, справа - этот сигнал, пропущенный через буфер.

Да, он инвертирован, но почему изменилась его амплитуда, я не понимаю.

[Муркиз]

Значит, ОУ грелся из-за того, что в нём была использована ПОС.

Правильней будет сказать, что ПОС привела к возбуждению ОУ, отчего он грелся.

но почему изменилась его амплитуда, я не понимаю.

Если бы были даны напряжения питания и значения амплитуд, то можно было бы определить точнее, а так -
Чаще всего это означает, что есть постоянка на входе ОУ. Может прийти с выхода предшествующего каскада,
или референтный вход не притянут к земле (слишком большое сопротивление), и идет подрезание сверху.

[Schrodinger]

ОУ rail-to-rail, питание ±5 В, и генератор должен выдавать прямоугольник с амплитудой от -5 до +5 вольт и частотой 1 кГц. Теперь, с учётом Вашего замечания по поводу ПОС, генератор выдаёт требуемый сигнал ±5 вольт 1 кГц. Далее, этот сигнал нужно инвертировать и заодно сделать так, чтобы его амплитуда не зависела от подключаемой нагрузки. Для этого рекомендуют делать повторитель напряжения на ОУ, и в нашем случае этот повторитель является ещё и инвертором. По идее, он, повторитель этот, никак не должен влиять на амплитуду сигнала, а он, поди ж ты, верхний полупериод передаёт как есть (5 вольт), а нижний срезает, нижний полупериод имеет амплитуду минус 2 вольта. Или, если быть точным, он передаёт, как есть, нижний полупериод, но с учётом инвертирования он становится верхним. Как-то так.