¿Por qué este comparador no emite una onda cuadrada?

Un tiempo de aumento de alcance de 10 MHz debe ser 0.35 * 1000/10 = 35 nS.

El tiempo de medio ciclo a 4,43 MHz es 500 / 4,43 = 113 nS, que es más de 3 veces el tiempo de aumento de alcance que muestra que el alcance debería ser adecuado para mostrar la excursión completa de la señal de salida. Sin embargo, la traza de alcance proporcionada parece tener un CR / tiempo de subida limitado en exceso. Por lo tanto, lo primero que debe mirar es la carga de salida y, como la hoja de datos LM393 muestra un parámetro para la corriente de disipación de salida, sugeriría en primer lugar que intente una resistencia de recuperación de 4.7k entre +5 voltios y SQ_OUT. Al trabajar correctamente emitiendo una onda cuadrada limpia, esperaría que la forma de onda de salida del alcance sea similar a la simulada por JonRB, debido al límite de ancho de banda del alcance, aunque las escalas de voltaje diferirán. Si bien el ajuste de la sonda de alcance es importante para el trabajo digital, en este caso creo que es una pista falsa.

ACTUALIZACIÓN

@Batperson en tu comentario después de la respuesta de ovirt, dijiste que habías sustituido un LM393 que tiene una salida de colector abierto, de ahí la sugerencia de extracción. Sin embargo, este es un circuito trivial y no debería ser difícil de clavar. Primero un consejo. Cuando hay problemas y te encuentras respondiendo "debería" en lugar de "sí", debes comprobar que existe un elemento de duda. A menudo hay una gran diferencia entre el deber y lo que realmente está sucediendo. p.ej. Este circuito DEBE estar produciendo una salida de onda cuadrada.

Lo que describe no tiene sentido. Tiene una señal de entrada de 0.5 Vp-p con una polarización de + 2.5V a tierra conectada a la entrada del comparador y está cambiando la referencia del comparador entre gnd y + 5V. Una vez que el voltaje de referencia excede la polarización del oscilador más aproximadamente 0.25 V, la salida debería estar cerca de gnd. A la inversa, una vez que la referencia cae por debajo del sesgo menos alrededor de 0.25 V, debería ser de línea plana cerca de + 5V. p.ej. la salida debe ser plana cuando la referencia está fuera del rango de la señal de entrada. Después de investigar esto, cuelgue una cerámica C de 0.1uF entre la referencia y la tierra cerca de los pines del IC e intente nuevamente. Luego reemplace la entrada del oscilador con dos 10k R en serie y conecte entre gnd y + 5V la entrada del comparador conectada al punto medio. Busque el cambio de salida entre la línea plana + 5V y gnd a medida que la referencia pasa por el punto medio. Acaba de probar / refutar el funcionamiento del comparador en DC.

PENSAMIENTOS ADEMÁS

@Batperson teniendo en cuenta algunos más, me doy cuenta de que los rastros de su alcance no tienen sentido. La única forma (distinta de la retroalimentación -ve) de que el circuito que se muestra puede tener un sesgo de salida cercano al punto medio es que la salida pase el mismo tiempo en + 5V y gnd (el nivel resultante es el promedio). Esto no es evidente en las imágenes de alcance 1 y amp; 2 - parece más de lo que debería ser la entrada, casi como si el IC de tierra no estuviera conectado. Las pruebas que sugerí ayer deberían ayudar a resolver esto. Sería útil si titulas imágenes 2 & 3 con puntos de referencia de voltaje y escala o frecuencia, ya que no está claro en su texto. Quizás también una foto de tu tablero de pruebas.

Será una de dos cosas & más que probable que ambos:

1. La sonda que está utilizando no es adecuada, ya sea en frecuencia o en su compensación (el pequeño tornillo en el lado de la sonda).

   

2. Unalcancede10MHzesdemasiadolentoparaunaseñalde4.5MHz

Aquíestálaacumulacióndeunaondacuadradahastaelarmónico100(fondode4.43MHz):

Debería darse cuenta de que una onda cuadrada de 4.43 MHz tiene un ancho de banda mucho mayor que 10 MHz.

Una onda cuadrada de 4,43 MHz "adecuada" contendrá frecuencias de hasta 50 MHz y más. Esto se debe a que una onda cuadrada se compone de una suma completa de frecuencias (a diferencia de una onda sinusoidal que es solo una frecuencia , por eso los EE lo usan mucho).

Si tuvieras una onda cuadrada de 4,43 MHz ideal pero la observaras a través de un sistema de ancho de banda de 10 MHz (como tu alcance), verías una onda triangular distorsionada. Que es lo que ves aquí.

Inténtalo de nuevo, pero con una frecuencia 10 veces menor (o incluso 100 veces menor) y observa lo que obtienes.

Otras respuestas han cubierto las consideraciones de ancho de banda de su alcance, etc.

Dice que está usando el dispositivo TLV3501 pero su circuito esquemático no coincide con las configuraciones de pines que se muestran en la hoja de datos de TI TLV3501, TLV3502 - p. ej. la salida debe estar en el pin 6 o en el pin 5 dependiendo del paquete (SOIC o SOT-23).

Su esquema tampoco muestra una conexión al pin de "apagado" que debería estar conectado a la fuente negativa, en este caso "GND".

Si la información proporcionada en su pregunta es precisa, parecería que el dispositivo no está conectado correctamente (a menos que haya logrado encontrar el dispositivo en un paquete que no se encuentre en la hoja de datos vinculada).

Como otros lo han señalado, es probable que su osciloscopio solo tenga una clasificación de 10MHz. Quería explicar por qué es un problema en términos más simples y menos teóricos.

La clasificación de 10MHz significa que puede mostrar una onda sinusoidal de 10MHz con una atenuación y distorsión mínimas. Las clasificaciones de frecuencia siempre se dan para las ondas sinusoidales, no para las ondas cuadradas.

Para comprender por qué una onda cuadrada requiere mucho más ancho de banda para mostrar, debe comprender que la frecuencia está determinada por la tasa de cambio a lo largo del tiempo. Entonces, en realidad, una onda cuadrada es una frecuencia muy baja (cerca de DC o cero) en las partes planas, y luego, de repente, una frecuencia muy alta cuando cambia de alta a baja o baja a alta.

Si observa la hoja de datos del comparador, obtendrá la velocidad de respuesta. Esa es la tasa máxima de cambio de su salida. También dependerá de su circuito, pero en aras de este ejemplo, digamos que es 1ns / V. La salida oscilará sobre 5V, tomando 5ns. Así que la frecuencia de la parte de transición de la onda cuadrada será de 1 / 5ns o 200MHz. Como su alcance es de solo 10MHz, mostrará algo como la forma de onda que está viendo, incapaz de subir y bajar tan rápido como la onda cuadrada.

Un ancho de banda de 10 MHz redondearía su señal por lo que se parece más a una onda sinusoidal que a una onda cuadrada y probablemente también cause alguna atenuación, pero no explica por qué su señal es 10 veces más pequeña de lo que debería ser.

Una posible causa de tal comportamiento sería tener un alcance configurado para una sonda X1 pero en realidad usar una sonda X10, pero eso también afectaría el nivel de compensación de CC que parece estar diciendo que es más o menos correcto.

Por lo tanto, llego a la conclusión de que su sistema debe tener un ancho de banda considerablemente inferior a los 10MHz impresos en su alcance. Por lo tanto, su alcance lo realiza un fabricante que miente (no reconozco la marca), la configuración de su sonda no es adecuada para altas frecuencias o hay algún problema con el circuito bajo prueba.