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LM397: 用LM397设计做的比较器,实际测试结果与理论不不符,无法达到电压比较的效果。问题无法解决

Part Number:LM397

           设计目的,如图1所示:我的目的是用U1(LM397MFX)比较器,通过它的引脚3的输入电压来让它的4引脚输出15V或者9V的电压。

            但现在是给LM397MFX的电源都接通,同时正向输入电压引脚(VIN+)悬空的请款下,结果用万用表检测到这个芯片的3引脚和1引脚的电压都是同样的8.7V的样子(相对于0V)。4号引脚输出14.8V左右电压。很疑惑为什么3号引脚会检测到电压.。所以又做了如图2所示的测试实验。

      

                                                        

                                                                                            图1

                      VS引脚节+15V的电压,GND接0V的电压,(VIN+)的RZ4左边同样悬空。结果用万用表测得3号引脚还是又5V左右的电压,4号引脚输出+15V左右电压。

                      没能达到预期的电压比较的结果,找不到问题所在,希望工程师可以帮忙解答下,万分感谢!

                                                        

                                                                                                 图2

Amy Luo:

您好,

首先比较器或者运放的输入管脚是不能悬空的,它会耦合周围的电磁干扰,造成错误输出或输出震荡;

在图1 这种情况下,供电电压参考点是+9V,输入电压是+5V在RH1和RH2电阻上的分压,那么相对于参考点+9V,这个1脚的输入电压相当于是负的输入电压,而 LM397输入管脚的绝对最大额定范围是-0.3V ~ 30V,因此,1脚的输入电压已经超出运放的绝对最大额定值范围,这很可能已经损坏了比较器;

图2的情况下,1脚是仅经过电阻接地的吗?再次说明,不建议您悬空输入管脚测试电路,所以还是建议您在两输入管脚都有确定电压的情况下重新测试电路

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user6532948:

Amy Luo 您好:谢谢您的细心解答!       我最开始设计的就是将图1所示的部分的正向输入引脚接入到逻辑或芯片(U11)的输出引脚,当上电时LM397的引脚输出电压为8V,从而对U11倒灌入了较大电流,故想起将其悬空后再测3引脚的电压。照您这样说,那我是不是可以直接像下图3所示,LM397的2号引脚接0V,1号引脚还是通过5V分压输入,3号引脚接到逻辑或芯片(U11)的输出引脚,通过U11输出的0V或5V电压 从而使LM397输出0V或15V电压。

                                                                     

                                                                                                                图3

        针对第二个问题(图2),1脚确实是仅经过电阻接到地的,请问这样直接连接会存在什么问题吗?我是参照到E2E论坛上的一个技术文档上这样做的如图4所示,所以就想试一下行不行,结果将3引脚悬空后,其3号引脚输出是5V(我准备下去再用确定的电压接上去再试试)。

                                                                    

                                                                                                              图4

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Amy Luo:

user6532948 说:照您这样说,那我是不是可以直接像下图3所示,LM397的2号引脚接0V,1号引脚还是通过5V分压输入,3号引脚接到逻辑或芯片(U11)的输出引脚,通过U11输出的0V或5V电压 从而使LM397输出0V或15V电压。

是的,可以这样做,但是建议加上迟滞电路,因为如果输入信号上存在少许噪声就可能会在输出跳变处产生噪声输出,当输入电压等于或非常接近另一个输入电压时,就会出现这种情况,增加迟滞电路可防止出现这种问题。关于迟滞电路,在数据表 7.4.1 Hysteresis 和 8.2 Typical Application处有介绍。

user6532948 说:        针对第二个问题(图2),1脚确实是仅经过电阻接到地的,请问这样直接连接会存在什么问题吗?

这样接没什么问题,但3脚不可以悬空;我之所以问这个问题,是因为与图1输入不一致;

3脚悬空,分析输出没什么意义,因此,建议输入端连接确定电压再做进一步分析;

另外,上面图4中红色框内连接,输出仅会输出一种电压即地电平,不会输出高电平;

注意,在单电源供电时,其模拟输入端不可以输入负的电压。

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