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TLV3501比较出的方波边沿出现一团抖动

Jian Chen
Prodigy 60 points
Other Parts Discussed in Thread: TLV3501, TL3116, TL714, TLV3702

TLV3501按数据手册给的迟滞比较器方式将几十KHz正弦波转换成方波时上下边沿均出现糟糕的抖动，这是怎么回事？电路板子做了几个还是是如此，是片子的问题吗？


电路为数据手册给的迟滞比较器方式，5V供电，直接耦合，负相输入，10K由输出反馈到正相输入，51R由正相输入接Vref,Vref取2.5V，所抓波形为输入2Vpp正弦波地输出波形。
输入信号频率为50KHz

  • 0
    TI__Expert 4080 points

    1. 能否上传你的原理图以及示波器上抓到的波形？

    2. 请告知输出级负载特性

    3. 曾经遇到一个类似的情况，后来证明是电源所致，因此检查是否有合适的电源设计与足够的褪藕电容就近放置

  • 0 回复 Hawk Tong
    Prodigy 60 points

    有靠近电源的10u钽电容旁路，和靠近芯片的去耦非极性0.1u电容

  • 0 回复 Hawk Tong
    Prodigy 60 points

    你好，多谢解答，我已将比较器波形上传，帮忙分析下

  • 0 回复 Jian Chen
    Prodigy 60 points

    输出直接示波器检测，没接负载

  • 0
    TI__Expert 4080 points

    1. 关于电源的处理

     - 比较器翻转时的电流消耗较大，需要特别注意褪藕电容以及地线设计

    2. 为比较器增加迟滞窗口，数据手册P7

    3. 输出级串联1~2k电阻

    4. 前级输入的信号幅值范围是0~5V ? 比较器的供电？

    5. 对比输入以及输出信号波形，如果输入波形不光滑会在门限附近导致多次翻转（TLV3501是高速比较器）；

     输入输入信号SR较之翻转时间小很多，该情况更容易发生，而且有可能使比较器进入短暂的线性区

  • 0 回复 Hawk Tong
    Prodigy 60 points

    电路是接成数据手册P7页的迟滞比较器方式，有靠近电源的10u钽电容旁路，和靠近芯片的去耦非极性0.1u电容。按照数据手册，单电源供电时输入信号幅值范围为0-0.5Vpp~Vs+0.5V。测量时单电源+5V供电，信号源直接给信号，输出直接接示波器，无负载。输入上MHz正弦波时，波形良好，只是几百KHz以下才在边沿出现这样的一团东西。另外，用另一高速比较器TL3116测试，低频<100KHz时比较波形更挫，整个高电平都是一团这样的振荡。最近在做宽幅值范围，宽带（过10M）信号整形，试了各种比较器，除上述两个高速COMP还试过TL714，也不理想。输入信号幅度比较大才能比较出方波，调试时前级都加了运放放大。难道非得拔高低频分开用两路去做这个整形，还是说我做的板子(做了了好几块测都这样)有问题，导致这些高速比较器低频时工作不正常？整形能不能做到信号幅值超过门限几个mV就能触发翻转？

     谢谢你的解答，继续讨教……

    "输入信号SR较之翻转时间小很多，该情况更容易发生"？SR=Slew Rate?

  • 0 回复 Hawk Tong
    Prodigy 60 points

    补充：测量时由函数发生器输入加2.5Vdc直流偏置的正弦波

  • 0 回复 Jian Chen
    TI__Expert 4080 points

    1. 对于高速器件，电容的位置甚至比其容量更重要；因此最好提供你的PCB设计图一起看看；

     器件在电平翻转时有可能产生较高的感应电平从而影响输出；

     一个建议就是改善电容位置与容量，可以参照下图或者手册中的位置以及电容容量

    改善地线设计

    2. 高速比较器的翻转时间很短，这就要求输入信号也有对应的快速边沿变化，否则比较器会在门限附近跟随输入变化

     从而导致输出的边沿变得非常毛糙；

     如果输入信号频率为50KHz已经确定，可以换用较低速度的器件，如TLV3702等

     你可以拆除外置迟滞电路，测试看看，这样会使得毛刺减少，因为超过门限越多翻转越快毛刺越少；

  • 0 回复 Hawk Tong
    TI__Expert 4080 points

    补充一点

    - 最好提供输入信号与输出信号同时监测的波形

  • 0
    Prodigy 55 points

    我遇到了一个和你类似的问题，除此之外，我发现，手册上有一个对50MHz，峰峰值为20mV的响应波形图，但是我实测的时候，根本达不到50MHz，到4M左右，就基本上不是方波了，请问，你实测的时候，最大能达到多少？能不能指导我一下？

  • 0 回复 Jason4
    TI__Mastermind 24987 points

    楼主你好！

    这是一个非常典型的问题：

    1、高速比较器的slew rate非常高，放大倍数非常大，这意味着信号在接近比较值附近的时候，微小的噪声和抖动都可能被放大。所以，高速比较器在低频的时候往往容易在翻转的时候出现振荡的现象；这可以解释为什么在低频的时候，TLV3501、TL3116 容易出现振荡，而LMV3393这种低速的通用比较器却工作的很好的现象。

    2、除了楼上各位提供的改善电源之外，可以考虑的解决方法：

           a）在比较器前加入滤波器；因为噪声的频率成分比信号高；如果同时需要覆盖高低频段，那么做则可以在高频时旁路这个滤波器；

           b）增加迟滞比较器的阈值；

  • 0 回复 Bruce Wei
    Intellectual 390 points

    TI工程师

         你好 ，你说的  “”如果 同时需要覆盖高低频段，可以在高频时旁路 滤波器“”， 这句话怎样理解， 能提供一个电路图来说明吗 ？

  • 0 回复 Hawk Tong
    Intellectual 390 points

    我想请教下一个问题：我了解到 输出端串联一个小电阻 也能消抖，请问 你刚才说输出级串联1-2K 的电阻 是根据什么情况去设定的呢 ？

  • 0 回复 Hawk Tong
    Prodigy 40 points

    你好，对于过零比较器应该都会存在零点振荡的问题，对于输入信号不平滑的波形，是否需要在输入级加滤波？

  • 0 回复 tonghui wang
    Guru 94471 points

    亲；对于不平滑输入，建议适度滤波和适度加正反馈构成窗口比较。