[电路/定理] 过零比较器的疑问

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 楼主 | 2019-6-13 10:43 | 显示全部楼层 |阅读模式
如下图所示,我想用LM393做一个过零比较器:

图a,在比较器正反相端各串联的一个10k的电阻,输出就符合预期;
图b,比较器正反相端没有串联电阻,为啥输出就这样了?实在不能理解。请各位大神指导,谢谢!

b.PNG
a.PNG

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| 2019-6-13 10:52 | 显示全部楼层
“为啥输出就这样了?”

输入信号超过了该运放输入允许值。
LM393输入端允许低于电源负端0.3V,你这里达到了低于电源负端1V。

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 楼主 | 2019-6-13 11:01 | 显示全部楼层
maychang 发表于 2019-6-13 10:52
“为啥输出就这样了?”

输入信号超过了该运放输入允许值。

前辈,您好,为什么加了电阻,就在比较器输入电压范围之内了呢?是因为10k电阻和比较器输入阻抗分压的缘故吗?
(10k电阻和输入阻抗分压,使得输入阻抗分到的电压在大于-0.3V,即使得输入电压在这个范围:-0.3~VCC-1.5)???

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| 2019-6-13 11:06 | 显示全部楼层
xiaxingxing 发表于 2019-6-13 11:01
前辈,您好,为什么加了电阻,就在比较器输入电压范围之内了呢?是因为10k电阻和比较器输入阻抗分压的缘 ...

那是因为你的仿真工具给出了错误的结果。串了电阻应该仍然不行。

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 楼主 | 2019-6-13 11:14 | 显示全部楼层
戈卫东 发表于 2019-6-13 11:06
那是因为你的仿真工具给出了错误的结果。串了电阻应该仍然不行。

那像这种过零比较器要怎么办呢?要双电压,然后输出端加电容隔离吗?

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| 2019-6-13 11:35 | 显示全部楼层
xiaxingxing 发表于 2019-6-13 11:01
前辈,您好,为什么加了电阻,就在比较器输入电压范围之内了呢?是因为10k电阻和比较器输入阻抗分压的缘 ...

没串接电阻下,输入的电流很大,就导致输入的等效保护二极管导通并且电流很大,从而出现异常;
串电阻下,输入的电流就很小了

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| 2019-6-13 11:44 | 显示全部楼层
xiaxingxing 发表于 2019-6-13 11:01
前辈,您好,为什么加了电阻,就在比较器输入电压范围之内了呢?是因为10k电阻和比较器输入阻抗分压的缘 ...

输入信号超出允许范围,是不正常的工作状态。仿真软件通常对不正常的工作状态不予考虑,或者建立的模型没有考虑这种状态,所以对不正常的工作状态仿真软件往往不能得到正确的结果。
你的仿真对未串联电阻情况已经给出了正确的结果,算是不错的模型。对串联电阻的情况,应该放弃仿真,实际搭个电路才准确。

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| 2019-6-13 12:43 | 显示全部楼层
这个软件好多仿真结果不正确

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 楼主 | 2019-6-13 22:18 | 显示全部楼层
yanwen217 发表于 2019-6-13 11:35
没串接电阻下,输入的电流很大,就导致输入的等效保护二极管导通并且电流很大,从而出现异常;
串电阻下 ...

你好,为什么输入电流小就不会异常呢?输入电流大是导致超过他的输入单最大输入电流而出现异常?还是输入电流大导致的其他问,从而出现异常呢?那像我这种输入信号,要得到图a那种输出波形,要怎么做呢?谢谢!

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| 2019-6-13 22:38 | 显示全部楼层
本帖最后由 maychang 于 2019-6-13 23:27 编辑
xiaxingxing 发表于 2019-6-13 22:18
你好,为什么输入电流小就不会异常呢?输入电流大是导致超过他的输入单最大输入电流而出现异常?还是输入 ...

三个办法:
一是使用LM311这样的具有独立输出管的比较器,同时使用双电源,独立输出管发射极接地。
二是仍使用LM393,使用单电源,比较器输入端使用低正向压降的萧特基二极管箝位。
三是把比较器两个输入端同时提升一个固定电压值(偏置一个共模电压),这样可以避免某输入端电位低于电源负端。

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| 2019-6-13 23:08 | 显示全部楼层
xiaxingxing 发表于 2019-6-13 22:18
你好,为什么输入电流小就不会异常呢?输入电流大是导致超过他的输入单最大输入电流而出现异常?还是输入 ...


要去分析比较器內部电路。输入级是差动放大,393是PNP型,相当于一般差动放大的两个射极相援其总电流Ie=Ie1+Ie2,您现输入一负半周电压,导致Ie达到饱和值,则两颗三极管同时都饱和,将出现意外,您得出波形可能是符合实际的。因此输入串联足夠大电阻以防止同时饱和。另外也是393输入端采大林顿,第一颗PNP集极有接地之原因,过压不限流必定损坏,若沒坏也是信号产生器受损。
但是仿真模型并非实体模型,通常是部分等效,因此仿真不出有損坏的徵兆,即使有损坏的徵兆,它沒也告诉你,必須人为判断。
按你的电路,在交流信号串联足夠大的电阻(不超过最大Iin),以及在该输入端和地线之间反向并联1N4148。

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| 2019-6-13 23:18 | 显示全部楼层
学习了   还是有很多大牛可以解答问题的

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| 2019-6-14 00:43 | 显示全部楼层
这电路问题多了去了。。。。。一看就知道楼上你们这些回复的玩意儿都没搞过实践工程。

LM393、LM311这些比较器都是为了+-15V模拟电路,5V数字电路的场合设计的。

既然统一使用5V电源,比较器和运算放大器就没有区别了。早年比较器速度很快比同工艺运放快,现代已经过时了。

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 楼主 | 2019-6-18 21:45 | 显示全部楼层
king5555 发表于 2019-6-13 23:08
要去分析比较器內部电路。输入级是差动放大,393是PNP型,相当于一般差动放大的两个射极相援其总电流Ie=I ...

好的,但是很多运放的内部图看不懂啊。。。怎么办??

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 楼主 | 2019-6-18 21:45 | 显示全部楼层
maychang 发表于 2019-6-13 22:38
三个办法:
一是使用LM311这样的具有独立输出管的比较器,同时使用双电源,独立输出管发射极接地。
二是仍 ...

谢谢前辈指导,看来LM311比较适合我。

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 楼主 | 2019-6-18 21:46 | 显示全部楼层
wlzeagle 发表于 2019-6-13 12:43
这个软件好多仿真结果不正确

是的,很多时候,同一个电路仿真结果和同事的都不一样

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| 2019-6-18 22:39 | 显示全部楼层
xiaxingxing 发表于 2019-6-18 21:45
好的,但是很多运放的内部图看不懂啊。。。怎么办??

从头再学三极管,三极管回路搞懂了,对于其它积体电路的运用会如虎添冀。
我高中起开始自学,前五年只学三极管,在第四年已经会自己做收音机丶扩音机丶音质等化器等等。
积体电路主体全是由三极管丶MOS管所组成,有的很复杂需要慢慢研究,至少你要看的懂输入丶出端的特性,才方便去使用。
除了重学三极管之外,跟着x大学习是必須的,因为他从事积体电路设计。

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 楼主 | 2019-6-19 08:34 | 显示全部楼层
king5555 发表于 2019-6-18 22:39
从头再学三极管,三极管回路搞懂了,对于其它积体电路的运用会如虎添冀。
我高中起开始自学,前五年只学 ...

好的。有问题多向你请教。

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| 2019-6-19 09:02 | 显示全部楼层
xiaxingxing 发表于 2019-6-19 08:34
好的。有问题多向你请教。

千万別被人误导(6年來沒一帖正确),否则浪费时间,推荐日本黑田彻的书,也可到技术交流版块的新年大红包选择。

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| 2019-6-19 10:15 | 显示全部楼层
有的到21来是专门误导人的,事实如下:1)电容充放电与能量无关。2)稳压管要正向使用。3),仿真会爆炸。4),将正确Key电路说成错的,(将对的说成错的是一贯做法,因为他不懂)

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