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TLV3501比较出的方波边沿出现一团抖动

avatar Jian Chen 提问时间: 2023-09-18 06:37:14 / 已解决
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,Vref2.5V,所抓波形为输入2Vpp正弦波地输出波形。
输入信号频率为50KHz


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15个回答
  • avatar Hawk Tong
    回答时间: 2023-09-18 07:09:06

    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

  • avatar Jian Chen
    回答时间: 2023-09-18 07:26:29

    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

  • avatar Jian Chen
    回答时间: 2023-09-18 07:53:57

    你好,多谢解答,我已将比较器波形上传,帮忙分析下

  • avatar Jian Chen
    回答时间: 2023-09-18 08:19:24

    输出直接示波器检测,没接负载

  • avatar Hawk Tong
    回答时间: 2023-09-18 08:36:59

    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

  • avatar Jian Chen
    回答时间: 2023-09-18 08:58:35

    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?

  • avatar Jian Chen
    回答时间: 2023-09-18 09:24:57

    补充:测量时由函数发生器输入加2.5Vdc直流偏置的正弦波

  • avatar Hawk Tong
    回答时间: 2023-09-18 09:56:16

    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

     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;

  • avatar Hawk Tong
    回答时间: 2023-09-18 10:16:13

    补充一点

    - 最好提供输入信号与输出信号同时监测的波形

  • avatar Jason4
    回答时间: 2023-09-18 10:35:48

    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?

  • avatar Bruce Wei
    回答时间: 2023-09-18 11:05:50

    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;

  • avatar JiangQiao Yao
    回答时间: 2023-09-18 11:33:07

    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 ?

  • avatar JiangQiao Yao
    回答时间: 2023-09-18 12:03:09

    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 ?

  • avatar tonghui wang
    回答时间: 2023-09-18 12:23:50

    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?

  • avatar KW X
    回答时间: 2023-09-18 12:53:08

    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。

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