根据问题描述和可能的原因分析,以下是逐步解释和解决方案:
1. **检查运放的共模电压范围**:
- LTC6090的共模输入范围为(V-) + 1.5V至(V+) - 1.5V。当采样电阻(10Ω)和负载电阻(6kΩ)上的总压降超过运放的电源电压时,输入信号可能超出共模范围,导致运放饱和。
- **解决方法**:确保采样电阻和负载电阻的总压降在运放的共模范围内。若总压降过高,需降低钳位电流或使用更高电源电压的运放。
2. **验证分压网络设计**:
- U10的输出应为采样电压的1/6,检查分压电阻比例是否正确(例如,R1=5kΩ,R2=1kΩ,分压比为1/6)。
- **解决方法**:测量分压电阻的实际值,确认电阻连接正确,无短路或开路。
3. **评估负载电阻的影响**:
- 负载电阻6kΩ可能导致负载电压过高。例如,若钳位电流为10mA,负载电压为60V(10mA * 6kΩ),若运放电源电压不足(如±15V),将无法处理高电压。
- **解决方法**:确保运放电源电压足够高以覆盖负载电压和采样电压之和。必要时采用高压电源或分压网络降低输入信号幅度。
4. **检查电压跟随器连接**:
- U9和U12作为电压跟随器,需确保输出直接反馈到负输入端。若反馈断开,运放处于开环状态,输出饱和至电源轨。
- **解决方法**:检查U9和U12的反馈回路是否存在断路或焊接错误,确保负输入端与输出端正确连接。
5. **测量关键节点电压**:
- 使用示波器或万用表测量采样电阻两端电压、U9/U12输入电压及输出电压。若输入电压接近电源电压,说明共模超限。
- **解决方法**:在运放输入端增加钳位二极管或电阻分压,限制输入电压在允许范围内。
6. **考虑运放输出驱动能力**:
- 若负载电流过大超过运放输出能力,可能导致输出无法维持正确电压,从而影响反馈回路。
- **解决方法**:在运放输出端加入缓冲级(如晶体管或MOSFET)以提高驱动能力。
**总结**:问题可能源于运放输入超出共模范围或分压网络错误。重点检查电源电压是否足够、分压电阻是否正确,以及反馈回路是否正常。调整电路参数或运放选型以确保所有信号在允许范围内。