神手一摸陷波器就好了，果真如此吗
问题描述：在一个综合实验中，要设计一个陷波器，滤除音频信号中的干扰。实验电路测试时，有些同学的功能正常，有些同学需要用手按着芯片才能有功能。神手一摸陷波器就好了，果真如此吗？
关键词：有源滤波器，陷波器，运算放大器，RC网络的频率特性，自激
材料：NE5532，直插电阻 2.7k 1.5k 1k，直插电容 10nF，10k欧电位器，FilterPro软件，硬木课堂平台。
分析说明
下面从电路故障测试，原理分析，故障解决，以及故障产生的原因，手摸为什么会变好这几个方面展开分析。最后给出调节技巧。
同学在实验中思路很清楚，用FilterPro设计陷波器，然后在面包板上搭建电路，检查后进行测试。测试中出现有些同学的电路需要用手按着才能有功能。这个现象的直观感受是要给芯片施加外力，所以同学推断是芯片跟面包板接触不良，需要神手恰到好处的一摸，电路就好了。
拿到故障电路实物后，开始进行分析。首先用万用表的欧姆档，测量芯片管脚的插接电阻。接触电阻0欧，不是接触问题。然后将实物电路和FilterPro的设计电路对比检查，电路的插接也是正常的。
上电用硬木课堂平台进行测试。发现在没有输入信号的情况下，陷波器会输出幅度较大的信号，电路自激了。开启电源，黄色AIN1测试输入，蓝色AIN2测试输出。信号源是关闭。可以看到2通道蓝色输出5.45Vpp的信号，频率6.49kHz。
自激原因分析
陷波器使用的sallen key结构。运放输出经过RC网络接入运放正相输入端。是有正反馈引入的。存在自激的可能。Sallen key滤波器的设计推导不在此处展开说明。从测试测量排除故障的角度，来分析电路。
先看一下陷波器中的RC网络。图中R1 R2和C3组成低通滤波。C1 C2和R3组成高通滤波。这样两个滤波器组合输出，根据通带频点，可以组成带阻滤波器。
实物电路中，将这个RC网络跟运放断开连接（将C3的一端接地，因为运放输出是电压源，等效为接地），用硬木课堂平台测试它的幅频特性。HSS信号源提供扫频信号给带阻滤波器，AIN1测试HSS信号，AIN2测试带阻滤波器的输出。可以看出这个RC网络的陷波特性。
陷波的频点是7KHz，自激频点是6.49KHz，比较接近。但是陷波频点是衰减，怎么会产生自激呢？这是因为运放的输出信号进入RC网络的点不同，需要换一下等效电路，再次扫频看幅频特性。
运放输出作为信号时，等效的幅频特性电路
可以看到，按照运放输出信号的位置等效进行扫频，幅频曲线是鼓包，在6.6KHz处最大，-6.03db。换算为线性单位是 0.5012倍。运放电路同向放大器的增益为 1+ R5/R4。跟RC网络一起的增益为
Gain = （1+ R5/R4）* 0.5012
当这个增益等于1倍时，就处于临界。大于1时就会自激。同学选择的R5=R4为 1.5K，增益为1.0023，会出现自激。将R4串联一个100欧，增加到1.6K。增益变为 0.9711 。将电路还原为陷波器结构，再次测量电路，自激消除。陷波扫频正常。
扫频看陷波特性
设计软件FilterPro为什么，会给出R5=R4这样的计算结果呢？原来是因为同学在操作软件时选择了电阻误差10%，导致软件计算误差扩大，出现了R5=R4. 实际电路调试中采用这组参数，就会出现自激。所以理解电路的每个单元，有助于电路设计和调试。
将软件中电阻误差根据实际情况，选择1%误差。重新计算。可以看到R5小于R4了。
再次用新参数搭建电路扫频，并细调电阻值。可以看到满足6KHz的陷波要求。
在时域中测试一下陷波效果。用HSS发6KHz的干扰信号，S1发500Hz信号。信号源内阻是50欧，所以可以将两信号源输出接一起进行信号叠加，幅度减半。黄色AIN1观察带干扰的叠加信号。蓝色AIN2观察陷波后。
用HSS发6KHz的干扰信号，S1发20kHz信号。使用水平按钮里的缩放功能，即可以看到信号的全部，又可以看到信号细节。黄色AIN1观察带干扰的叠加信号。蓝色AIN2观察陷波后。
为什么手摸可以消除自激
用手按压芯片时，手指皮肤会接触到芯片的管脚。手指皮肤是有电阻的，根据潮湿程度，出汗程度，电阻会有变化。实物电路中是会接触到 1 2 3和4管脚。这样引入电阻会改变增益，以及正反馈、负反馈的大小。所以有些神手可以一摸使电路看似能跑起来。
调节陷波器参数的技巧
这里要理解陷波器是由低通和高通滤波器组合而成。见前面的分析。调节陷波器就是要调节低通和高通的交叉点，并且调节R5和R4增益，使不自激。电位器可以调节电阻，比电容器好调节。所以调节RC中的电阻。
1. 软件设计陷波器，并搭建电路。
2. 调节R5和R4使增益较小，确保在调节RC网络时不自激。因为调节RC网络后会改变RC网络的衰减量。
3. 扫频一次，看陷波频点的偏移量。向低频移动陷波频点：需要增大R3，增大R1和R2 。向高频移动陷波频点：需要减小R3，减小R1和R2 。
4. 频点对准后，调节R5和R4，使增益逐渐增大，可以增加陷波器的陡峭程度。并注意稳定性不自激。
