十万火急：OP37构建电压比较器的失败分析

zhinvxing · 发表于 2010-7-17 11:47:19

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本帖最后由 zhinvxing 于 2010-7-17 11:49 编辑

十万火急：OP37构建电压比较器的失败分析
      各位前辈好！我想用一个运放搭一个电压比较器，将正弦波整形成占空比为50%的方波，选择的运放是ADI的OP37，电路图如下：
                                     比较器.jpg

      查阅OP37的datasheet可知，它允许接成单，双电源供电形式，但不是RailToRail输出，（±5V供电时）摆幅在VSS+0.8到VCC - 0.8之间。
      我在接成双电源（±5V）时，若在Vin输入峰峰值为±3V的正弦波，那么从示波器观察到的结果与理论分析一致，也就是比较器输出分别是4.2V和-4.2V。
      问题就出在，当我将OP37接成单电源（VCC接+5V，VSS接GND）供电时，若同样在Vin输入±3V的正弦波，会发生这样的怪现象：Vout输出的一个占空比大致为80%的方波，幅值在-2.8V到1.2V之间！
      这个结果让我实在想不通，因为不管运放是否为轨对轨的，它的输出都只能限制在VSS到VCC之间。当单电源供电时，VSS=GND，那么输出就只能在0V到+5V（对OP37而言，为4.2V）之间，怎么负输出会在负-2.8V左右，而且正的输出也不是4.2V，却只有1V左右。
   实验中还遇到一点，当我调整输入信号Vin的峰峰值时可以观察到，当峰峰值小于2.4V左右时，比较器输出Vout为正饱和的（4V左右）！只有当峰峰值大于2.4V时，比较器才有一定占空比（占空比80%）的方波输出。
   虽然单电源供电时，OP37的反相端不应该输入负信号，也就是±3V的正弦波的负半周无效，甚至对运放造成伤害，但也不至于形成输出呀（不管输出是低还是高电平）。
      小弟携上述疑问在此恭候各路大侠不吝赐教了！

zhinvxing · 发表于 2010-7-17 12:39:54

顶上去

zhinvxing · 发表于 2010-7-17 13:59:40

不能沉呀

zhinvxing · 发表于 2010-7-17 16:31:10

顶顶上去

zhinvxing · 发表于 2010-7-17 20:01:36

上去顶顶

hyt35 · 发表于 2010-7-17 23:21:57

输入加的不对，应该把sin的DC设成2.5V再将幅值调到1.5，也就是正弦波是从1到4V，地的管脚不要用Vss，用gnd，就不会出现输出是负值了。

wind2000sp3 · 发表于 2010-7-17 23:23:17

既然你的VCC=5V，VSS=GND，那么为什么要给一个负电压作为输入呢？这个负电压会造成集成电路内部的闩锁效应，从而使运放不正常。所以你应该把输入电压限制在GND~5V之间。同时，考虑到共模输入电压范围，你的两个输入端在运放工作的每一个瞬间都必须保证共模输入电压合理。

zhinvxing · 发表于 2010-7-18 09:34:00

谢谢两位前辈的回复。弱弱地问一下，共模输入电压不合理会带来什么问题？会使运放的直流静态工作点变差，进而影响到交流小信号放大能力吗？

zhinvxing · 发表于 2010-7-18 09:41:07

6# hyt35
hyt35兄您好，VSS是运放负电源引脚，将其接GND，表示单电源供电。您说的方法确实是能让输出恒为正的，但这偏离的我的意图，我的目的是对正弦波整形以得到占空比为50%的方波。另外一点，我好奇的是为什么单电源接法会导致负的输出，即使输入中含有不该有的负信号。

zhinvxing · 发表于 2010-7-18 12:23:25

顶上去

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