1、高速比較器問：為什么我不能使用高增益或開環(huán)結(jié)構(gòu)的標準運算放大器作為電壓比較器 ?答：如果可接受的響應(yīng)時間是幾十微秒，可以這樣做。實際上，如果你再要求運 算放大器具有低偏置電流、高精度和低失調(diào)電壓，那么選擇運算放大器可能比大多數(shù)標準電 壓比較器更合適。但是由于大多數(shù)運算放大器為了反饋穩(wěn)定，都具有內(nèi)部相頻補償，所 以使其響應(yīng)時間達到納秒級是相當困難的。然而，低價格通用比較器LM311的響應(yīng)時間為200 ns。另外，運算放大器輸出與標準邏輯電平不容易匹配。因為運算放大器沒有外部箝位或電 平轉(zhuǎn)換電路，它作為比較器工作時輸出電壓在正、負電源電壓范圍內(nèi)有幾伏的擺動，所以 與標準TTL或CMOS邏輯電平不兼

2、容。問：我的比較器產(chǎn)生振蕩難以控制，為什么出現(xiàn)這種情況?答：請檢查一下電源旁路。印制線路板上即使幾英寸長的電源線導(dǎo)電帶都會產(chǎn)生 不利的直流電阻和電感。這樣，當輸出狀態(tài)改變時產(chǎn)生的瞬態(tài)電流會引起電源電壓的波動， 通過地線和電源線把這種波動反饋到輸入端。所以在安裝低漏電電容(01 F陶瓷電容) 時應(yīng)盡可能靠近比較器的電源引腳，以便在高速切換期間使電容器作為低阻抗能量儲存器。 問：我已經(jīng)安裝了旁路電容器，但是仍然不能解決高速比較器的振蕩問題。現(xiàn)在應(yīng) 該怎么辦?答：可能是比較器的接地問題。一定要使接地引線盡可能短并且要接到低阻抗接 地平面以減小通過引線電感的耦合作用。盡可能使用接地平面，避免使用插座。

3、產(chǎn)生振蕩的 其它原因可能是相對輸入端的信號源高阻抗和雜散電容所致。甚至是幾千歐的源阻抗和幾皮 法 的雜散電容都會產(chǎn)生難以控制的振蕩。所以應(yīng)該縮短引線，包括示波器探頭地線夾的引線。 為得到最佳測試結(jié)果，應(yīng)使用最短接地引線(小于25 cm)以使引線電感量最小。問：我緩慢地改變比較器的輸入電壓，當它通過閾值電壓時，我的比較器輸出端似 乎出現(xiàn)“震顫”。為什么我從比較器的輸出端得不到一個干凈的轉(zhuǎn)變波形?答：比較器的高增益和寬頻帶通常是這個問題的根源。噪聲不但被放大而且也像 信號一樣通過轉(zhuǎn)變區(qū)，所以噪聲快速響應(yīng)放大器輸出，產(chǎn)生來回跳動。另外，比較器在轉(zhuǎn)變 期間其靈敏度(即增益)比較高，由于反饋增加從而引起

4、振蕩。如果有可能，對信號進行濾波 以減小伴隨的噪聲。為了克服噪聲還可以利用滯后特性，類似齒輪系中的間隙，在輸出狀態(tài)翻轉(zhuǎn)之前對輸入 變化要求有一定的余量。例如，AD790，輸出由高到低轉(zhuǎn)變之后，其內(nèi)部的滯后特性要求輸 入電壓(正輸入)增加500 V才產(chǎn)生由低到高的轉(zhuǎn)變。問：如果我的比較器內(nèi)部不帶延遲電路，能否外加?答：可以。利用外部正反饋。這樣做使比較器輸出端的一小部分送回到正輸入端 。這種方法的簡單接線如圖31所示。從低轉(zhuǎn)變點(LTP)到高轉(zhuǎn)變點(UTP)的延遲后電壓取決 于反饋電阻 RF，源阻抗RS，輸出低電平VL和輸出高電平VH。其中低轉(zhuǎn)變點和高轉(zhuǎn)變點由下式?jīng)Q 定：VL×RSRS

5、+RF 和 VH×RSRS+RF圖31 比較器外接延遲電路 圖32示出由于比較器外接延遲電路可以“清理”比較器的輸出波形。圖32(a)示出 的是沒有延遲電路的雙極性輸出的比較器輸出波形。當三角波輸入(波形A)通過轉(zhuǎn)變點(地) 時， 比較產(chǎn)生強烈振蕩(并且把振蕩的一部分耦合到地和信號源)。圖32(b)示出的是外接5 mV 延遲特性的同一比較器的響應(yīng)波形，可以看出轉(zhuǎn)變點比圖32(a)干凈得多。圖32 延遲電路有助于清理比較器輸出波形 外部延遲電路存在的問題是輸出電壓取決于電源電壓和負載。這說明延遲電壓可根據(jù)不 同的應(yīng)用而改變。雖然這會影響分辨率，但這不是主要問題，因為延遲范圍一般很小，而

6、且 允許有計算值2或3倍(或更多)的安全裕度(safety margin)。更換幾個比較器可有助于相信 這種安全裕度。還應(yīng)注意，不要使用線繞電阻用于反饋，因為它產(chǎn)生的電感會帶來麻煩。問：傳播延遲和傳播延遲離差兩者之間的差別如何?這兩項技術(shù)指標哪一個更重 要?答：傳播延遲是指從輸入信號跨越轉(zhuǎn)變點到比較器輸出狀態(tài)真正翻轉(zhuǎn)所需要的時 間。傳播延遲離差是傳播延遲的變化作為過激勵電平的函數(shù)。如果在自動測試系統(tǒng)中的引腳 驅(qū)動電路中使用比較器，那么傳播延遲離差將決定其最大邊緣分辨率(edge resolution)。 相反，可以把傳播延遲看作固定的時間偏移，所以可用其它方法進行補償。問：我有一個+5 V電源

7、并且不想外加電源。我能否在單電源情況 下使用比較器?答：可以。但是為建立一個閾值電壓，使用一個在器件共模范圍內(nèi)旁路性能充分 穩(wěn)定的基準源。該信號幅度也要相對這個基準源。問：有時會遇到比較器出現(xiàn)意想不到的現(xiàn)象。產(chǎn)生這個問題的原因是什么?答：請檢查一下輸入信號的共模范圍。與運算放大器不同，它的兩個輸入端的工 作 電壓通常具有相同的水平。而比較器的兩個輸入端具有很大的差分電壓擺動。如果兩端輸入 電壓超過 器件規(guī)定的共模范圍(甚至在規(guī)定的信號范圍以內(nèi))，比較器可能錯誤響應(yīng)。為了使比較器正 常工作，一定要保證兩端輸入信號不超過比較器規(guī)定的共模范圍。例如，AD790差分輸入信 號范圍為±VS，但

8、其共模范圍為-VS至(+VS-2)。問：當比較器離線時，為了減小漂移，你能提供一個自動調(diào)零電路嗎?答：試驗電路如圖33和34所示。在校準方式時，輸入斷開，比較器的正輸入 被切換到接地端。比較器接入一個帶有一對極性相反的低壓源的環(huán)路，這兩個低壓源根據(jù)該 比較器的輸出狀態(tài)交替地對一個緩沖電容器充電。如果比較器的負輸入端高于地電位，那 么比較器的輸出將為低，1 F緩沖電容器將被接到負電壓源(-365 mV)，從而使緩沖放大器 輸 出電壓將斜坡式下降直到低于比較器的正輸入端(接地)電位為止，即正延遲和偏移，此時比 較器翻轉(zhuǎn)。如果比較器的負輸入端低于地電位，那么比較器的輸出將為高，緩沖電容器將被 接到正電壓源(+365 mV)，緩沖放大器輸出將斜坡式上升。在最終狀態(tài)，(當斜坡或變化超過 延遲電壓時)每次比較器翻轉(zhuǎn)，電流的極性都改變，因此電容器電壓平均為緩沖器和比較 器的失調(diào)電壓。在校準周期結(jié)束時，結(jié)型場效應(yīng)管(JFET)輸入