电压比较器问答

问：为什么我不能使用高增益或开环结构的标准运算放大器作为电压比较器?
答：如果可接受的响应时间是几十微秒，可以这样做。实际上，如果你再要求运算放大器具有低偏置电流、高精度和低失调电压，那么选择运算放大器可能比大多数标准电压比较器更合适。但是由于大多数运算放大器为了反馈稳定，都具有内部相频补偿，所以使其响应时间达到纳秒级是相当困难的。然而，低价格通用比较器LM311的响应时间为200ns。
另外，运算放大器输出与标准逻辑电平不容易匹配。因为运算放大器没有外部箝位或电平转换电路，它作为比较器工作时输出电压在正、负电源电压范围内有几伏的摆动，所以与标准TTL或CMOS逻辑电平不兼容。
问：我的比较器产生振荡难以控制，为什么出现这种情况?
答：请检查一下电源旁路。印制线路板上即使几英寸长的电源线导电带都会产生不利的直流电阻和电感。这样，当输出状态改变时产生的瞬态电流会引起电源电压的波动，通过地线和电源线把这种波动反馈到输入端。所以在安装低漏电电容(0.1μF陶瓷电容)时应尽可能靠近比较器的电源引脚，以便在高速切换期间使电容器作为低阻抗能量储存器。
问：我已经安装了旁路电容器，但是仍然不能解决高速比较器的振荡问题。现在应该怎么办?
答：可能是比较器的接地问题。一定要使接地引线尽可能短并且要接到低阻抗接地平面以减小通过引线电感的耦合作用。尽可能使用接地平面，避免使用插座。产生振荡的其它原因可能是相对输入端的信号源高阻抗和杂散电容所致。甚至是几千欧的源阻抗和几皮法的杂散电容都会产生难以控制的振荡。所以应该缩短引线，包括示波器探头地线夹的引线。为得到最佳测试结果，应使用最短接地引线(小于25cm)以使引线电感量最小。
问：我缓慢地改变比较器的输入电压，当它通过阈值电压时，我的比较器输出端似乎出现“震颤”。为什么我从比较器的输出端得不到一个干净的转变波形?
答：比较器的高增益和宽频带通常是这个问题的根源。噪声不但被放大而且也像信号一样通过转变区，所以噪声快速响应放大器输出，产生来回跳动。另外，比较器在转变期间其灵敏度(即增益)比较高，由于反馈增加从而引起振荡。如果有可能，对信号进行滤波以减小伴随的噪声。
为了克服噪声还可以利用滞后特性，类似齿轮系中的间隙，在输出状态翻转之前对输入变化要求有一定的余量。例如，AD790，输出由高到低转变之后，其内部的滞后特性要求输入电压(正输入)增加500μV才产生由低到高的转变。

哦，原来如此

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