做比较器那个单元,实际上是施密特触发器的用法,在正反馈作用下,输出稳态只能是最大摆幅处的电压:即要么1.5V、要么10.5V(在12V单电源供电情况)。由于没有负反馈的电平补偿,运放输入端电平容易超限。
对于题图中的电路,由于光藕前后都串接有电阻和二极管分压,后面还接有对地电阻对电压进行衰减,所以这个施密特单元5脚的输入高电平应该不会超过TL082的输入限制范围。但是,由于输入可能为0V,在低电平方面超出了输入限制。
对于低电平超限的解决办法之一,可以将那个R51、3K的电阻不要接0V,而是改接到5V基准上。解决办法之二是换运放。
对题中这段描述有疑问:“当比较器用的哪一组,正电位要么0V要么11V左右。当+电位为0V时,输出为高;当+为11V时,输出为低”。正电位是指同相端么?抑或是指输出端?如果是指同相端,莫非你断开了前面的电路,而将0V或11V电平直接加到了这端?这样很可能超出了TL082的允许输入电压范围。
至于为什么逻辑会相反,考虑了有几种可能:
1、先排除测量或接线时搞反高低电平关系。
2 、就是上面的疑问中提到的,把0V和11V直接加到了输入上面,总之是输入超限。
3、光藕输出的信号电压经电阻等衰减后没有达到施密特的触发阈值,输出实际没有翻转。这可以先将正反馈电阻断开试试。
4、这块TL082性能不良,换一块或换另一货源的一块试试。
5、电源问题,退藕滤波电容不良可能会使电路隐藏自激,最好用示波器进一步确定。
对三个疑问因素的回答:
1)TL082为双电源运放。是不是单电源使用时会有问题?——单电源可以使用,主要考虑是输入范围不要超限(具体请参考Data Sheet)。
2)TL082的+、-输入电阻是否过小造成?——TL082内的输入阻抗很大,基本不受外电路的电阻大小的影响,电压不超限的话,外电阻可以为零。
3)干扰问题?——这个可能有,首先是前面提到的电源退藕不良,再增加个滤波电容试试;再有就是光藕过来的信号不稳定,可以直接短路、断路光藕的输出两端试试。
几点建议:
1、从这个电路看,这里没有必要用JFET输入型的运放,如果LM2904可以的话,那么就用LM2904好了,或者LM258,输入电压都可以为0V;“硅谷图霸”建议用比较器LM393/LM2903,可能是更好的选择。
2、这里的电压跟随器没有必要,取掉后将基准电压直通过来试试。
在下面“硅谷图霸”给出的评论中,指出了一个不容忽视的关键问题,就是TL431与TL082的组合很容易产生自激。TL431的外围电路需要加个防自激的电容,一般是在TL431的1脚和3脚之间接个0.1uF的小电容。
(题图的分辨率稍低了些,再有疑问请上个清晰些的图。)
追问多谢兄弟了,问题点已经找到了。就是你说的超限问题。
LM2904在此不适用,是因为它的输出电压斜率只有0.1V/uS,我找了个13V/uS的运放(非JFET)问题得以解决。这样做的目的是周期不够了。
在此感谢你的帮助。
追答祝贺你解决了问题。