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LMV331: LMV331比较器在零输入的时候输出电平毫无规律

Part Number:LMV331

我在比较器LMV331的正输入端输入一个运算放大器输出的放大信号V1(将V0放大50倍所得信号),反向输入端输入原始信号正弦波V0(前级电路输出的正弦波VPP大约10mV),这个时候正常情况下比较器输出高低 高低的矩形波。然而当前级电路不输出V0波形的时候,比较器输出无规律的波形,请问如何让前级电路不输出V0波形的时候保证比较器输出低电平?

Amy Luo:

您好,

当前级电路不输出V0波形的时候,放大器输入和比较器反向端输入相当于悬空,这是不允许出现的状态。在没有输入信号时,建议接上拉或下拉,使放大器或比较器有确定的输入。

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Wang Lai:

这里比较器的两个输入都是模拟量,接上拉或者下拉后貌似就不能正常进行输入端的比较。那比较器的输出要么是全高或者全低!  应该不行

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Amy Luo:

为什么说不行?您的信号源有比较大的输出阻抗吗?您是否在电路中实际接上拉或下拉以进行实际验证?

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Wang Lai:

已在电路中实际接上拉或下拉以进行实际验证,较器的输出要么是全高或者全低。无正常输出波形。

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Amy Luo:

TINA 仿真是可行的:

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Amy Luo:

您的信号源是什么?有比较大的输出阻抗吗?

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Wang Lai:

信号源是LOG放大器,输出的是VDC+VAC。VDC就是v0,VAC经过放大器输出V1。我不确定是否有较大的输出阻抗。

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Wang Lai:

我按照你的仿真,in+接上拉,比较器输出接上拉,现象是   无V0的时候比较器输出持续高电平,有V0时输出低电平。

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Amy Luo:

我上面仿真只是一个示例,在您的应用中比较器两输入端和放大器两输入端都不能悬空,在您的应用中V0是比较器的输入,也是放大器的输入,因此它不能悬空,需要根据您的输出需求,将V0信号接上拉或者下拉以在没有V0输入时V0有个固定的输入。

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Wang Lai:

V0信号是前面LOG放大器的输出,并没有悬空。

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Amy Luo:

首先,MAX44280是放大器,一般放大器驱动容性负载的能力是有限的,因此如果R359是0Ω的话,不建议接电容C256,因为这直接是放大器MAX44280的容性负载,会导致放大器的不稳定。

Wang Lai 说:信号源是LOG放大器,输出的是VDC+VAC。VDC就是v0,VAC经过放大器输出V1。

这里您的意思是log放大器输出直流成分VDC和交流成分VAC吗?看您的电路图V0是VDC+VAC,即Vlog_out,V1是放大的VAC ?

那么您可以附上LOG放大器的输出波形吗?您说的“无V0的时候”具体是什么意思?如我前面所述,当前级电路不输出V0波形的时候,放大器输入和比较器反向端输入相当于悬空,这是不允许出现的状态。

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Wang Lai:

R359后来我换成10K的电阻。log放大器输出的是直流成分VDC和交流成分VAC。V1是放大的VAC。无V0的时候意思是log放大器没有输入也是log放大器没有任何输出。

图片是log放大器有输入并切有输出的时候直流部分大概是1.6V,交流部分就是如上图。

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Amy Luo:

我上图 LMV331比较器输出接上拉是因为LMV331是OD输出接口,需要接上拉以使电路正常工作的时候可以输出高电平。

在您的电路中仅在LMV331的in+接上拉是不够的,因为LMV331的反向输入端电平也是不确定的,log放大器没有输出。

看您的放大器电路V1是包含直流成分的,它不会把直流成分滤去,因为看电路的直流成分分析,电路相当于电压跟随器。这样的话,如果在log放大器输出加一个上拉或下拉是达不到比较器有固定输出的,因为上拉或下拉都是直流信号,经过上图中的放大器(实际作用为跟随器)后,信号不变,这相当于两个相同的信号加在了比较器的两输入端,具体输出高电平还是低电平取决于失调电压的大小。所以还请您确认下这里的放大器是否您期望的功能?

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Wang Lai:

V1是包含直流信号和放大的交流信号,放大电路不是电压跟随器是仅放大交流信号的放大电路。V1和V0的直流部分相等,比较器的功能就是将放大器的输出电压与V0的直流部分比较(此时V0未放大的交流很小可以忽略不计了)。

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Amy Luo:

这样看是不能在log放大器输出端加直流偏置,那么只能考虑在log放大器输入端或比较器输入端加直流偏置,使电路在没有输入信号的时候有默认输出。

在比较器输入端加直流偏置应该不行,因为您期望在没有输入信号时比较器输出低电平,那么就需要在比较器反向输入端IN-接高电平,同向输入端IN+接低电平。在比较器IN-接高电平,此电压经过放大器MAX会输出高电平,那么在比较器IN+再接低电平也就没有作用了。因此,您是否可以考虑在log放大器输入端加直流偏置以使在没有输入信号的时候有默认输入?

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Wang Lai:

log放大器输入端是接的PD(光电二极管)是反向偏置,PD负极接的1.2V  正极接的log放大器输入端。也算是有直流偏置了。

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Amy Luo:

那就是说log放大器没有输出交流信号的时候,比较器两输入端电压是相等的,那么受干扰影响比较器会来回输出高低电平。这不是在输入端加偏置电压能够解决的,我想您需要修改电路,在比较器前端加一级减法电路,将放大器输出信号与log放大器输出信号做减法,减法电路输出大于一定值,则说明有交流信号输出,否则的话就是没有交流信号输出。这应该是您想实现的功能?

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Wang Lai:

用减法器可以使V1-V0得到放大后的交流信号,去掉直流电平VDC。即使这样输入到比较器后,有信号的时候应该正常,就担心前级电路无输出V0的时候,导致比较器输出还是跟相同情况会有无规律的高低电平输出。看来比较器输入必须有明确的电压偏置才行。我现在怀疑用比较器在这个电路不太合适了。

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Amy Luo:

Wang Lai 说:就担心前级电路无输出V0的时候,

您使用的log放大器,在没有PD信号输入的时候,因为log放大器输入端有直流偏置,它是不是应该输出一个直流电压?而不是浮空状态或高阻状态?

如果输出是一个直流电压,那么使用减法电路V1-V0得到的就是约为0V(考虑运放有失调),那么后级比较器一个管脚接减法电路输出,一个管脚接参考电压Vref,如果V1-V0差值大于参考电压Vref一定值,比较器输出高电平,则认为log放大器有交流信号输出,否则的话比较器输出低电平,表示log放大器没有交流信号输出。如果log放大器输出不存在浮空输出或高阻抗输出,那么加减法电路应该可以解决您的问题。

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Wang Lai:

在没有PD信号输入的时候,log放大器输出端还是有输出的很微弱的直流输出,大约十几个mv。的确如你所说运算放大器与比较器之间加个减法器应该能很好的解决问题。  谢谢您的解答! 

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