LM311是一种常用的线性比较器,广泛用于比较和整形电路中,如图1所示。
但是,LM311在应用中经常遇到意想不到的问题,即输出脉冲信号不如理论分析理想,但是高频振荡发生在输出脉冲的前后边缘附近,如图2和图3所示。
当LM311的输入信号Vi的幅度较小且频率较低时,高频振荡会更大。
严肃的。
这种包含高频振荡的波形不能直接使用。
它将导致后续电路的故障,例如频率测量。
因此,必须注意这种情况,并尝试避免或消除高频振荡。
下面将简要分析产生振荡的原因,并在实验的基础上提出几种避免和消除振荡的有效方法。
图1 LM311电路图图2输出脉冲之前的高频振荡图3输出脉冲之后的高频振荡当高速比较器用于高速输入信号和低源阻抗输入信号时,正常输出响应应该快速且稳定,但是当输入信号是缓慢变化的信号或高阻抗信号源(1.0KΩ-10KΩ)时,比较器可能会在比较阈值点突然振荡,这是由高增益引起的和比较器的宽带。
干扰的存在也是这种振荡的直接原因之一。
在应用中,为避免这种振荡和不稳定性,应事先仔细考虑并作好总体布置。
以下将提出几种有效的方法来避免和克服振荡。
1.合理选择组件。
合理安排结构。
振动的发生和结构的布置非常重要。
大关系。
最好使输出信号远离输入端引脚,并且也远离两个平衡端引脚,因为感应或触摸任何引脚的反馈信号几乎都可能引起振荡。
如果比较器在输入端使用电阻,则其位置和电阻值得考虑。
电阻器应放置在靠近管座的位置,并且总电阻应小于10K(或更小)。
使用时请参阅相应的手册。
正负电源应加0.1μ滤波电容以滤除电源干扰,电容应靠近引脚放置。
两个平衡的末端应妥善处理,并且在不使用时可以将它们短路在一起。
对于特定用途,请参阅相关手册。
2.增加输入信号的幅度输入信号的幅度与振荡直接相关。
实验表明:信号幅度越小,频率越低,发生振荡的可能性越大。
下面将对以上结论进行简单分析。
如果存在过零比较器,则其输入信号为Vi =V0sinω0t。
t = 0时信号的斜率是:△t内的电压变化为:△Vi = K·△t =V0sinω0t,可见△Vi与V0和ω0成正比,即振幅越大在输入信号中,信号的频率越高,V的幅度在△t内变化的时间就越长。
当dvi / dt足够大时,输入信号将迅速超过比较阈值,从而达到消除振荡的目的。
由于比较器的输入电压范围通常相对较宽(例如,LM311的电压输入范围为±30V),因此该方法最简单,最可行。
实验证明,只要输入信号的幅度大于0.7V,原始设计就可以在10Hz〜60KHz范围内可靠地工作,并继续增大电压幅度,并且工作范围可以扩展到低频端。
3.在比较器的输出端增加一个滤波装置,在比较器的输出端连接上拉电阻的两端,并连接一个具有适当容量的电容器,这对滤波和衰减振荡有很大的影响。
电容器的电容应根据实验确定。
电容器的电容不应太大,否则输出脉冲的前沿会变差。
在实验中发现,当频率较高时,这种负面影响尤其严重,甚至可能更糟。
减小脉冲幅度,并使后级的计数器无法工作。
情况如图4所示。
因此,该方法在应用中有一定的局限性,合理选择电容器是应用的关键。