避免或消除LM311电压比较器高频振荡的4种方法
LM311器件是单个高速电压比较器，该器件设计为在较宽的电源电压范围内工作 ，包括用于运算放大器的±15V电源和用于逻辑系统的5V电源。输出电平与大多数TTL和MOS电路兼容。
LM311比较器能够驱动灯或继电器，并在50mA时切换高达50V的电压。所有输入和输出都可以与系统接地隔离。输出可以驱动以地、VCC+或VCC−为基准的负载。提供偏移平衡和选通功能，并且输出可以进行线或连接。如果选通脉冲为低电平，则无论差分输入如何，输出都处于关闭状态。
避免或消除高频振荡方法
LM311是常用的线性比较器，广泛应用于比较整形电路中，典型的应用电路如下图所示：
然而LM311在应用中常常会出现意想不到的问题，即输出脉冲信号并不像理论分析那样理想。相反，高频振荡发生在输出脉冲的前边缘和后边缘附近，如下图所示。
- 输出脉冲之前的高频振荡
- 输出脉冲后的高频振荡
当LM311的输入信号Vi 幅值较小、频率较低时，高频振荡较严重。这种含有高频振荡的波形不能直接使用。会对后续电路造成误操作，例如测频等。因此，这种情况必须引起重视，尽量避免或消除高频振荡。下面将对产生振荡的原因进行简要分析，同时在实验的基础上提出几种有效避免消除振荡的方法。
实际上，当高速比较器用于高速输入信号和低源阻抗输入信号时，正常输出响应应该是快速且稳定的。但当输入信号为缓慢变化信号或高阻抗信号源（1.0KΩ-10KΩ）时，比较器可能会在比较阈值点突然振荡，这是由于比较器的高增益和宽带引起的，并且干扰的存在也是造成这种振荡的直接原因之一。
在应用中，为避免这种振荡和不稳定，应事先深思熟虑，统筹安排。下面将提出几种有效避免和克服振荡的方法：
1、合理选择元件
合理安排结构振动的发生与结构布置有很大关系。输出信号应远离输入端子引脚，也应远离两个平衡端子引脚，因为反馈信号感应或接触任何引脚都可能引起振荡。如果比较器在输入端使用电阻，则其位置和电阻值得考虑。电阻应放置在靠近管座的地方，一般电阻值应小于10K（甚至更小），使用时请参阅相应的说明书。
正、负电源应加0.1μ滤波电容，滤除电源的干扰，并将电容放在引脚附近。平衡两端应妥善处理。不使用时，可以将它们短接在一起。具体使用也可以参考相关手册。
2、增加输入信号的 幅度
输入信号幅度的大小与振荡直接相关。实验表明，信号幅度越小，频率越低，振荡的可能性就越大。下面将对上述结论进行简单分析。如果有过零比较器，则输入信号Vi=V0sinω0t。t=0时信号的斜率是：
△t时间内电压变化量为：△Vi=K·△t=V0sinω0t，由此可见，△Vi与V0，ω0成正比，即输入信号的幅值越大，其频率越高信号。那么在△t时间内，V的幅度变化越长，当dvi/dt足够大时，输入信号就会很快越过比较阈值，从而达到消除振荡的目的。由于比较器的输入电压范围一般比较宽（例如：LM311的电压输入范围为±30V），因此这种方法是最简单可行的。
实验证明，只要输入信号幅值大于0.7V，本设计就可以在10Hz~60KHz范围内可靠工作，继续增大电压幅值，工作范围可以扩展到低频端。
3、在比较器的输出中添加过滤器
在比较器的输出端拉一个电阻，并接一个适当容量的电容，对于滤波和减少振荡有显着的效果。电容器的容量应根据实验确定。电容器的容量不宜太大，否则输出脉冲的前沿会恶化。实验发现，这种负面影响在较高频率下尤为严重，甚至使脉冲幅度变小，从而使后级计数器无法工作，情况如下图所示：
因此，该方法在应用中具有一定的局限性，电容的合理选择是该方法应用的关键。当然，恶化的前端可以通过具有整形效果的74LS14来恢复。这种方法的负面影响是使原始脉冲前沿向后移动。本设计中取电容C=0.01μ。在系统要求的范围内，电路能够可靠工作的上拉电阻阻值不能太大。在本设计中，R=510Ω。
4、采用滞后技术
在比较电路中，当输入信号达到比较电平时，比较器应立即反转，但如果被测信号叠加一定量的干扰，比较器可能会在比较电平附近振荡，如下图所示。
- 通用过零比较器的输出
- 采用滞后技术的输出
迟滞电压可以通过R1和R2调节。只要△V选择得当，就可以消除比较电路的振荡现象。因此，抗干扰能力大大提高，但滞后水平△V的存在会使检测灵敏度变差。因此，△V不宜太大，通常R1≤R2。对于LM311比较器，添加3mv的迟滞将消除电路中的振荡。
所以，使用LM311时一定要慎重考虑，分别对待。只有这样我们在使用的时候才能得心应手。
常见问题整理
LM311有哪些功能应用？
答：LM311单路高速电压比较器，其应用包括驱动灯或继电器，开关电压在50mA时高达50V。另外，还可以用作偏移平衡和选通功能。
如何使用LM311？
答：LM311是单通道比较器。使用时，将参考电压和比较信号电压分别连接到其同相和反相输入端（引脚2和引脚3），其输出即为比较结果。如果想要正向输出结果，7脚接正电源，1脚为输出。如果要反相输出，则1脚接地，7脚为集电极开路输出。
LM311和LM393都是电压比较器，那么它们有什么区别？
答：LM311是单电压比较器，LM393是双电压比较器。LM311的负载电流高达50MA，电压为40V。它可以驱动最小电源电压为5V的继电器。LM393负载电流为16MA，单电源最小电压为2V。
LM311和LM111有什么区别？
它们的功能是相同的，1XX系列可以在更恶劣的环境下使用。3XX系列只能在商业环境中使用，通常是设备的适用温度范围。另外，1XX的价格比3XX系列贵很多。
LM311的5脚和6脚平衡频闪是什么意思？
答：通过中间连接一个电位器来实现平衡反向电路镜像电流的功能。6脚除了平衡功能外，还具有选通功能，可通过晶体管驱动电路将6脚接地，进行选通输出。
LM311电压比较器双电源和单电源有什么区别？
答：比较器均为集电极开路输出，无负载电阻，不能输出电压信号。双电源可以检测低于0的信号，单电源只能检测高于0的信号。
LM311比较器可以用±5V双电源供电吗？
答：当然，LM311可以采用±5V双电源供电。其对工作电源的要求是正负电源（或单电源电压）的电压差至少为3.5V，最大为30V，只要在这个范围内即可。
