关于JFET运放TL082做比较器用的问题

Question

JFET运放TL082是双运放，在这里，用其中一组做跟随器，另外一组，做比较器用。
通过光耦来采集电压，与基准进行比较。
问题如下：
431出来的基准电压为5V，经过跟随器后，电压也是5V。这部分没问题
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

这里就是问题所在了。更换为通用运放LM2904后，输出正常，+为高时输出高，+为低时输出低。

考虑过一些因素：
1）TL082为双电源运放。是不是单电源使用时会有问题？
2）TL082的+、-输入电阻是否过小造成？
3）干扰问题？

分析许久，不得头绪。望各位大侠帮忙分析原因。

Answer 1

　　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。

Answer 2

你忽视了运放的一个参数指标:共模电压范围。场效应即0~12V供电条件下,输入电压范围只能在2~10V之间正电位要么0V要么11V左右。当+电位为0V时,输出关于JFET运放TL082做比较器用的问题

Answer 3

你忽视了运放的一个参数指标：共模电压范围。场效应管的运放这个指标通常会比双极型运放窄一点，例如TL082系列允许的高低输入电平好像都要比电源电压小那么2V，即0~12V供电条件下，输入电压范围只能在2~10V之间才能正常工作。
你可以专门搭接一个测试电路，连续调节输入电压，到达一定值之后会发现输出电压会反转！如果在自控系统中用到这段特性将会“摊上大事”，该刹车时却踩油门！据我测试，大部分JFET场效应管运放都有这个毛病。