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问个问题,用的LM393比较器,3.3V供电,比较器输出上拉到3.3V,
V+给的基准2.8V,V-电压从1V升到2.3V,比较器就输出0V了,按理论超过2.8V才翻转到0V的

根据问题描述和电路分析,比较器LM393在V-未超过V+时提前翻转的原因及解决方案如下:


问题根源

  1. 输入共模电压范围超限
    LM393的输入共模电压范围为 0V 至 Vcc-1.5V。当采用3.3V供电时,输入电压最高允许值为:
    V max = 3.3 V − 1.5 V = 1.8 V V_{\text{max}} = 3.3\,\text{V} - 1.5\,\text{V} = 1.8\,\text{V} Vmax=3.3V1.5V=1.8V
    而用户设置的基准电压 V+ = 2.8V 明显超出此范围,导致比较器内部电路无法正常工作,输入级可能进入非线性区,引发误判。

  2. 比较逻辑异常
    当输入电压超出共模范围时,比较器的差分输入级无法正常放大信号,导致输出行为不可预测。此时即使V-未超过V+,输出仍可能异常翻转。


解决方案

方法1:降低基准电压V+

将V+调整至 ≤1.8V(例如使用电阻分压或专用基准源),确保其在输入共模范围内。例如:

  • 若需检测阈值接近2.8V,需改用更高供电电压的电路(如5V供电,此时输入范围上限为3.5V)。
方法2:提高供电电压

将LM393的供电电压提升至 ≥5V,此时输入共模范围上限为:
V max = 5 V − 1.5 V = 3.5 V V_{\text{max}} = 5\,\text{V} - 1.5\,\text{V} = 3.5\,\text{V} Vmax=5V1.5V=3.5V
可兼容2.8V的基准电压。

方法3:更换比较器型号

选择输入共模范围覆盖2.8V的比较器,例如:

  • LMV393(支持轨到轨输入,3.3V供电下输入范围可达0V至3.3V)。
  • TS391(类似轨到轨特性)。
方法4:检查电路连接

确认V+和V-的接线正确(V+接同相端,V-接反相端),避免极性颠倒导致逻辑反向。


验证步骤

  1. 测量实际基准电压
    用万用表确认V+是否为准确的2.8V,排除分压电阻误差或电源问题。
  2. 检查输入信号质量
    在V-信号线上并联0.1μF电容,滤除高频噪声(可能引起瞬态触发)。
  3. 测试共模范围内输入
    临时将V+设为1.5V,观察比较器是否在V- >1.5V时正常翻转,以验证输入范围限制的影响。

总结

根本原因是LM393的输入共模电压范围不足。调整基准电压、供电电压或更换轨到轨比较器均可解决问题。建议优先采用轨到轨比较器(如LMV393)以适应3.3V低电压系统的需求。

http://www.dtcms.com/wzjs/3121.html

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