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LM311的使用注意事项

作者:小编    发布时间:2020-12-22 19:38:51    浏览量:

LM311是一种常用的线性比拟器,它普遍应用于比拟及整形电路中,见图1,但LM311在应用中却经常呈现意想不到的问题,即其输出的脉冲信号并不象理论剖析那样理想,而是在输出的脉冲前后沿左近呈现高频振荡,见图2 、图3 ,当LM311的输入信号Vi幅度越小,频率越低,则高频振荡越严重。这种含有高频振荡的波形是不能直接运用的,它会给后续电路,如测频,带来误动作,因而,这种状况必需惹起留意,设法防止或消弭高频振荡。下面将对产生振荡的缘由作扼要的剖析,同时在实验的根底上提出几种有效地防止消弭振荡的办法。

LM311电路图

图1 LM311电路图

输出脉冲前的高频振荡

图2 输出脉冲前的高频振荡.jpg

输出脉冲后的高频振荡

图3 输出脉冲后的高频振荡

  当一个高速比拟器被用于高速输入信号和低源阻抗输入信号时,正常的输出响应,应该是快速和稳定的,但是当输入的信号是缓变信号或高阻信号源(1.0KΩ一10KΩ),比拟器可能会在比拟阀值点猝然振荡,这是由于比拟器的高增益和宽带形成的,干扰的存在也是形成这种振荡的直接缘由之一。在应用中,要防止这种振荡和不稳定,应预先认真思索,统筹布置,以下将提出几种防止和克制振荡的有效办法

  1.合理选择元件

  合理布置构造振荡的产生与构造的布置有很大关系。输出信号最好远离输入端管脚,也应远离两均衡端管脚,由于反应信号感应或触及任何管脚简直都可能惹起振荡。若比拟器在输入端运用电阻时,其位置和阻值是值得思索的。电阻应安放在管座的左近,普通阻值应小于10 K (以至更小) ,运用时可参阅相应的手册。正负电源应加0 .1μ的滤波电容,滤除电源的干扰,并且将电容放在管脚 左近。两均衡端应做恰当处置,不用时可将它们短接在一同,详细运用时可参阅有关手册。

  2.增大输入信号的幅度

  输入信号幅度的大小与产生振荡有直接关系。实验标明:信号幅度越小,频率越低产生振荡的可能性就越大。下面将对以上的结论做简单的剖析。若有一过零比拟器,其输入信号为Vi=V0sinω0t信号在t=0点的斜率为:

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  在△t 时间内电压的变化量为:△Vi= K·△t=V0sinω0t ,由此可见,△Vi与V0,ω0成 正比,即输入信号的幅度越大,信号的频率越高,则在△t 时间内,V 的幅度变化量就越长,当dvi/dt足够大时 ,输入信号就会疾速越过比拟门限,从而到达消弭振荡的目的。由于比拟器的输入电压范围普通都比拟宽(如 : LM311的电压输入范围为士30V),因而,这种办法是最简易可行的。实考证明,只需输入信号的幅度大于0.7V,本设计能在10Hz ~ 60KHz的范围内牢靠工作,继续加大电压幅度,工作的范围可向低频端延深。

  3.在比拟器的输出端加滤波电器

  在比拟器的输出端上拉电阻两端并接一个容量恰当的电容,对滤除和削弱振荡有显著效果。电容的容量应在实验的根底上肯定,电容的容量不宜太大,否则会使输出脉冲的前沿变坏,实验中发现:这种负作用,在频率较高时,表现得尤为严重,以至会使脉冲幅度变小,使后级的计数器不能工作,情形见图4 。因而这种办法在应用中有一定的局限性,合理选择电容是应用这种办法的关 键。当然变坏的前沿可由具有整形作用的74LS14 来重新恢复,这种作法的负作用是使原来的脉冲前沿向后偏移,本设计中取电容C=0.01μ,在系统请求的范围内,电路能牢靠工作上拉电阻的值也不 能太大,本设计取R=510Ω。

频率较高时的脉冲幅度

图4 频率较高时的脉冲幅度

  4.采用滞后技术

  在比拟电路中,当输入信号到达比拟电平常,比拟器应立刻翻转,但若被测信号叠加一定的干扰时,可能使比拟器在比拟电平左近产生振荡,呈现下图的情形(图5、图6)。

普通的过零比拟器的输出

图5 普通的过零比拟器的输出

采用滞后技术的输出

图6 采用滞后技术的输出

  克制比拟器振荡的有效办法是采用滞后技术,即在其同相端参加少量的正反应,滞后比拟器的比拟电平不再是单一的电平,而是具有原比拟电平左近的两个电平,对图7的电路而言,上比拟电平用V+H表示,下比拟电平用V+L表示 。

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具有两个电平的电路

图7 具有两个电平的电路

  滞后电压可由R1 , R2调理,只需△V 选择适宜,就可消弭比拟电路的振荡现象。从而大大进步了抗干扰才能,但滞后电平△V 的存在,会使检测灵活度变差。故此,△V 不宜获得过大,通常R 1≤R2,关于LM311比拟器,参加3mv的滞后量,就会消弭电路中的振荡 。

  总之,LM311在应用中呈现的问题缘由是多样的,因而,在运用时,必需认真思索,分别看待,只要这样,在运用它时,我们才会得心应手 。


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