1. 从一个被忽视的细节说起为什么你的比较器总在阈值附近抖动很多人第一次用电压比较器都是被它的“简单”骗进来的。一个运放、两个电阻、一个参考电压理论上输出就该干净利落地在高低电平之间切换。但实际搭出来一测示波器上那根线在阈值附近疯狂抖动像心电图一样完全没法用。这个问题我踩过不止一次后来才明白根子不在电路焊接而在比较器本身的工作机制和外部噪声的耦合方式。电压比较器本质上是一个高增益的差分放大器它的设计目标就是让输出在输入差模电压过零的瞬间快速翻转。理想情况下输入从略低于参考电压到略高于参考电压输出应该瞬间从低电平跳到高电平。但现实是任何微小的噪声——电源纹波、地弹、空间耦合、甚至电阻的热噪声——都会在阈值附近被这个高增益放大导致输出反复翻转。这就是所谓的“抖动”或“振荡”。单限比较器的问题最典型。它的阈值只有一个点输入信号在阈值附近停留的时间越长输出抖动的时间就越长。如果你用单限比较器去处理一个缓慢变化的信号比如温度传感器的输出那输出端基本上就是一团乱麻。滞回比较器就是为了解决这个问题而生的它通过正反馈引入两个阈值一个上升阈值和一个下降阈值。输入必须超过上升阈值输出才会翻高之后输入必须降到下降阈值以下输出才会翻低。两个阈值之间的区域就是“死区”噪声在这个区域内无法触发翻转输出自然就干净了。这个道理听起来简单但实际搭建时滞回电阻的取值、参考电压的稳定性、比较器的选型每一个环节都有坑。我见过不少人直接用LM358当比较器用结果输出边沿缓慢、功耗还大根本达不到数字电路要求的干净电平。LM393之所以成为经典就是因为它内部是集电极开路输出可以灵活上拉到任意逻辑电平而且响应速度快、功耗低。但集电极开路也意味着你必须加上拉电阻这个电阻的取值又会影响边沿速度和功耗又是一个需要权衡的点。示波器在这类电路调试中扮演的角色怎么强调都不为过。万用表只能告诉你静态电平示波器才能让你看到翻转的瞬间发生了什么。是过冲是振铃是抖动是边沿不够陡这些问题只有波形能告诉你答案。我手头用的是DSO138这种入门级示波器带宽和采样率都不高但对付几十千赫兹的比较器电路绰绰有余。关键是你要知道怎么看波形怎么从波形反推电路的问题。这篇文章面向的是有一定模电基础、但还没真正动手搭过比较器电路的读者。我会从单限比较器开始一步步搭到滞回比较器把每个电阻的取值逻辑、每个波形的成因、每个坑的排查方法都讲清楚。你不需要昂贵的设备一块面包板、几个电阻、一个LM393、一个入门示波器就能把这件事搞明白。下面进入正题。2. 单限比较器最基础的阈值判断也是最容易翻车的起点2.1 单限比较器的核心原理与电路拓扑单限比较器的结构极其简单一个比较器芯片反相输入端接参考电压同相输入端接输入信号输出端通过上拉电阻接到电源正极。当输入电压高于参考电压时输出为高电平当输入电压低于参考电压时输出为低电平。就这么简单。但这里有一个关键细节LM393的输出是集电极开路结构意味着它只能把输出拉低不能主动拉高。所以你必须加一个上拉电阻把输出拉到你想用的逻辑电平。这个上拉电阻的取值不是随便选的。取值太小输出低电平时灌电流大功耗高取值太大输出高电平时上升沿变缓因为输出端的寄生电容和上拉电阻构成了一个RC充电回路。我一般用10kΩ作为起点。如果后级是CMOS输入输入阻抗极高10kΩ完全够用。如果后级是TTL输入需要更大的灌电流可能要用4.7kΩ甚至2.2kΩ。这个电阻的取值直接决定了输出波形的上升沿时间。你可以用示波器测一下如果上升沿明显变圆说明电阻太大了需要减小。参考电压的生成方式也有讲究。最简单的做法是用两个电阻分压从电源正极分出一个电压。但这种方法的问题在于电源电压的波动会直接反映到参考电压上。如果你的电源不够干净参考电压就会跟着抖比较器的输出自然也会抖。更好的做法是用一个稳压二极管或者TL431来生成参考电压这样电源波动被隔离参考电压稳定得多。我在面包板上搭单限比较器的时候习惯先用一个10kΩ的多圈电位器来调参考电压。这样可以在调试过程中随时改变阈值观察输出的变化。等确定了最终的阈值再用固定电阻替换。多圈电位器的好处是调节精细不会因为手抖一下就把阈值调过头。2.2 输入信号的选择与阈值计算输入信号的选择很关键。如果你用一个频率太高的信号比如几百千赫兹入门级示波器的采样率可能不够波形会失真。如果你用一个频率太低的信号比如几赫兹输出翻转太慢你很难在示波器上同时看到输入和输出的完整波形。我一般用1kHz到10kHz之间的正弦波或三角波作为输入信号这个频率范围对大多数入门示波器都很友好。阈值计算很简单。假设你用两个电阻R1和R2从5V电源分压R1接电源正极R2接地那么参考电压Vref 5V × R2 / (R1 R2)。比如R1 10kΩR2 10kΩVref就是2.5V。如果你想让阈值是1V可以选R1 40kΩR2 10kΩ或者用10kΩ的电位器调到合适的位置。但这里有一个容易被忽视的问题分压电阻的阻值不能太大。如果R1和R2都是1MΩ那么分压点的输出阻抗就是500kΩ。这个高阻抗节点很容易受到空间噪声的耦合导致参考电压不稳定。我一般把分压电阻控制在10kΩ到100kΩ之间输出阻抗不超过50kΩ。如果实在需要用大电阻来降低功耗可以在分压点后面加一个电压跟随器来降低输出阻抗。输入信号的幅度也要注意。如果输入信号的幅度远大于参考电压比较器的输出会在输入信号过零时翻转翻转点很明确。但如果输入信号的幅度和参考电压很接近比如输入信号在2.4V到2.6V之间波动参考电压是2.5V那么输入信号在阈值附近停留的时间很长输出抖动就会非常明显。这就是单限比较器的固有缺陷。2.3 示波器实测单限比较器的抖动现象我第一次用示波器看单限比较器的输出时确实被吓了一跳。输入是一个1kHz、幅度2V峰峰值的正弦波偏置在2.5V参考电压也是2.5V。理论上输出应该在输入过零时翻转但实际上输出在翻转点附近来回跳了好几次每次跳变的时间间隔不规律看起来就像一团毛刺。我把示波器的时间轴展开看到输入信号在2.5V附近时输出端出现了多次快速翻转。这些翻转的频率很高大概在几百千赫兹到几兆赫兹之间。这就是噪声被高增益放大后的结果。噪声的来源很多电源纹波通过分压电阻耦合到参考电压空间电磁场耦合到输入引线面包板的接触电阻变化甚至比较器本身的输入失调电压温漂。解决这个问题的方法有几个。第一在参考电压节点加一个0.1μF的陶瓷电容到地滤掉高频噪声。第二在输入信号进入比较器之前加一个RC低通滤波器截止频率设在信号频率的10倍左右比如输入信号是1kHz截止频率设在10kHz。第三在比较器的电源引脚旁边加一个0.1μF的去耦电容减少电源噪声的影响。但这些方法都只能缓解抖动不能根除。因为单限比较器的阈值只有一个点只要输入信号在阈值附近有噪声输出就会抖动。要彻底解决这个问题必须引入滞回。2.4 单限比较器的实操心得与避坑清单搭单限比较器的时候有几个坑我踩过这里列出来供你参考。第一个坑是忘记加上拉电阻。LM393的输出是集电极开路不加电阻的话输出永远是低电平你会以为芯片坏了。我见过有人因为这个换了好几个芯片最后才发现是上拉电阻的问题。第二个坑是上拉电阻接到比较器的正电源引脚上但正电源引脚没有去耦电容。这样输出高电平时上拉电阻的电流会通过电源引脚回流在电源引脚上产生电压波动影响比较器内部的参考电压。正确的做法是在电源引脚旁边加一个0.1μF的电容到地。第三个坑是输入信号的共模范围超出比较器的允许范围。LM393的输入共模范围是0V到Vcc-1.5V。如果你的输入信号低于0V或者高于Vcc-1.5V比较器的工作会不正常。我一般把输入信号的偏置设在Vcc/2附近这样最安全。第四个坑是用万用表测输出电平看到高电平是3.3V就以为没问题。但实际上万用表测的是平均值如果输出在抖动万用表可能显示一个中间值或者显示一个不稳定的值。只有示波器才能看到真实的波形。提示单限比较器只适合输入信号边沿非常陡峭、噪声极小的场景。如果你的输入信号是缓慢变化的模拟量或者环境中存在较强的电磁干扰直接上滞回比较器不要浪费时间在单限电路上。3. 滞回比较器用正反馈把噪声关在门外3.1 滞回的核心机制正反馈如何制造两个阈值滞回比较器的核心思想是在比较器中引入正反馈。具体做法是在输出端和同相输入端之间接一个电阻把输出的一部分反馈到同相输入端。当输出是高电平时反馈电压会抬高同相输入端的电压使得输入信号必须降到一个更低的电压才能让输出翻低。当输出是低电平时反馈电压会拉低同相输入端的电压使得输入信号必须升到一个更高的电压才能让输出翻高。这两个阈值之间的差值就是滞回宽度也叫死区。死区越大抗噪声能力越强但阈值精度越低。死区越小阈值精度越高但抗噪声能力越弱。这是一个需要权衡的参数。滞回比较器的电路拓扑有两种常见形式反相滞回和同相滞回。反相滞回是比较器的反相输入端接输入信号同相输入端接参考电压和正反馈。同相滞回是比较器的同相输入端接输入信号反相输入端接参考电压和正反馈。两种形式的传输特性曲线是镜像的选择哪一种取决于你的输入信号极性和你想要的输出逻辑。我一般用反相滞回因为它的阈值计算比较直观。假设参考电压是Vref正反馈电阻是Rf输入电阻是Rin输出高电平是Voh输出低电平是Vol。那么上升阈值Vth_rise和下降阈值Vth_fall可以用下面的公式计算Vth_rise (Vref × Rf Voh × Rin) / (Rf Rin)Vth_fall (Vref × Rf Vol × Rin) / (Rf Rin)滞回宽度Vhys Vth_rise - Vth_fall (Voh - Vol) × Rin / (Rf Rin)从公式可以看出滞回宽度只取决于输出电平的摆幅和两个电阻的比值与参考电压无关。这是一个很有用的性质意味着你可以独立调节阈值中心和滞回宽度。3.2 电阻取值计算从需求反推参数假设我需要一个滞回比较器输入信号是0V到5V的三角波我希望上升阈值是3V下降阈值是2V输出高电平是5V输出低电平是0V。那么滞回宽度是1V。根据公式Vhys (Voh - Vol) × Rin / (Rf Rin) 5V × Rin / (Rf Rin) 1V。所以Rin / (Rf Rin) 0.2即Rf 4 × Rin。我选Rin 10kΩ那么Rf 40kΩ。实际中可以用39kΩ或43kΩ的标准电阻滞回宽度会略有偏差但问题不大。接下来计算参考电压。上升阈值Vth_rise (Vref × Rf Voh × Rin) / (Rf Rin) 3V。代入Rf 40kΩRin 10kΩVoh 5V得到3V (Vref × 40kΩ 5V × 10kΩ) / 50kΩ3V × 50kΩ Vref × 40kΩ 50V·kΩ150V·kΩ Vref × 40kΩ 50V·kΩVref × 40kΩ 100V·kΩVref 2.5V所以参考电压需要设在2.5V。这个值正好是电源电压的一半用两个10kΩ电阻分压就能得到。验证一下下降阈值Vth_fall (2.5V × 40kΩ 0V × 10kΩ) / 50kΩ 100V·kΩ / 50kΩ 2V。正确。这个计算过程看起来简单但实际搭电路的时候电阻的精度会影响阈值。我用的是5%精度的碳膜电阻阈值误差可能在±0.2V左右。如果对阈值精度要求高可以用1%精度的金属膜电阻或者用多圈电位器来微调。3.3 正反馈电阻的接入位置与布线要点正反馈电阻的接入位置很关键。它必须接在输出端和同相输入端之间不能接在输出端和反相输入端之间。如果接错了就变成了负反馈比较器会变成放大器输出会线性跟随输入完全失去比较功能。布线的时候正反馈电阻要尽量靠近比较器的引脚引线越短越好。因为正反馈节点是一个高阻抗节点引线太长会引入空间噪声影响阈值的稳定性。我一般在面包板上把正反馈电阻直接插在比较器芯片的引脚旁边引线长度不超过1厘米。另外正反馈电阻和输入电阻的节点也是高阻抗节点同样要尽量缩短引线。如果输入信号来自较远的地方最好用屏蔽线屏蔽层接地。如果环境干扰特别强可以在输入节点加一个小的滤波电容比如100pF滤掉高频噪声。但这个电容会影响滞回宽度的计算因为电容和电阻构成了一个低通滤波器会延迟反馈电压的建立。所以电容不能太大一般不超过1nF。3.4 示波器实测滞回波形的干净翻转搭好滞回比较器后我用示波器同时看输入和输出。输入是一个1kHz、幅度5V峰峰值的三角波偏置在2.5V。输出端接了一个10kΩ的上拉电阻到5V。示波器上看到的波形非常干净。输入三角波上升时输出保持低电平直到输入超过3V输出瞬间跳到5V。然后输入继续上升到5V再下降到3V以下输出保持高电平直到输入降到2V以下输出才跳回低电平。整个过程中输出没有任何抖动边沿非常陡峭上升时间大概在几百纳秒左右。我把输入信号的幅度减小到2V峰值偏置在2.5V这样输入信号在2V到3V之间波动正好落在滞回死区之外。输出依然干净因为输入信号虽然幅度小但每次都能越过阈值不会在阈值附近停留。但如果我把输入信号的幅度进一步减小到1V峰值输入信号在2V到3V之间波动正好落在死区内输出就保持在一个状态不变不再翻转。这就是滞回的作用死区内的噪声无法触发翻转。我还试过在输入信号上叠加一个100mV峰峰值的白噪声。单限比较器在这种情况下输出抖动非常严重但滞回比较器的输出依然干净因为100mV的噪声远小于1V的滞回宽度。这个实验很直观地展示了滞回的抗噪声能力。3.5 滞回比较器的实操心得与参数微调技巧滞回比较器的调试比单限复杂一些因为有两个阈值需要同时关注。我一般先用多圈电位器代替正反馈电阻和输入电阻这样可以在调试过程中随时改变滞回宽度和阈值中心。等确定了最佳值再用固定电阻替换。微调的时候先用示波器看输入和输出的波形确认输出在预期的阈值处翻转。如果上升阈值偏高可以减小参考电压或者增大正反馈电阻。如果下降阈值偏低可以增大参考电压或者减小正反馈电阻。但要注意改变正反馈电阻会同时影响两个阈值所以最好先调参考电压确定阈值中心再调正反馈电阻确定滞回宽度。还有一个容易被忽视的问题比较器的输出电平可能不是理想的0V和5V。LM393的输出低电平在灌电流10mA时大概是0.2V到0.4V输出高电平取决于上拉电阻和负载如果上拉电阻是10kΩ负载是10kΩ输出高电平大概是4.5V左右。这些非理想电平会影响滞回宽度的计算。如果对滞回宽度精度要求高最好用实际测量的输出电平代入公式重新计算。注意滞回比较器的正反馈电阻不能太小否则输出端的负载效应会影响反馈电压。一般来说正反馈电阻至少要比上拉电阻大一个数量级。如果上拉电阻是10kΩ正反馈电阻至少是100kΩ。但正反馈电阻太大又会引入噪声。我一般用100kΩ到1MΩ之间的值。4. 从面包板到示波器完整实操流程与波形分析4.1 元器件准备与面包板布局我用的元器件清单如下LM393比较器一片10kΩ电阻若干39kΩ电阻一个100kΩ电阻一个10kΩ多圈电位器两个0.1μF陶瓷电容两个1μF电解电容一个5V电源一个信号发生器一个DSO138示波器一个。面包板布局的时候我习惯把比较器芯片放在面包板中央电源引脚分别接到上下两条电源轨。电源轨的两端各加一个0.1μF的去耦电容减少电源噪声。参考电压分压电阻放在芯片旁边分压点接一个0.1μF电容到地。正反馈电阻直接跨接在输出引脚和同相输入引脚之间引线尽量短。输入信号通过一个10kΩ电阻接到反相输入端输入节点加一个100pF电容到地滤掉高频噪声。信号发生器的输出接一个10kΩ电阻到比较器的输入引脚这个电阻和输入节点的100pF电容构成了一个低通滤波器截止频率大概是160kHz对1kHz的信号没有影响但能滤掉信号发生器输出端的高频噪声。示波器的通道1接输入信号通道2接输出信号。示波器的地线夹在面包板的电源地轨上不要夹在信号地节点上否则会引入地环路噪声。如果示波器的探头是1倍衰减输入阻抗是1MΩ对电路的影响很小。如果是10倍衰减输入阻抗是10MΩ影响更小但信号幅度会被衰减10倍需要在示波器上设置对应的衰减倍数。4.2 单限比较器的搭建与波形记录先搭单限比较器。把LM393的反相输入端接参考电压同相输入端接输入信号输出端通过10kΩ上拉电阻接5V。参考电压用两个10kΩ电阻分压得到2.5V。输入信号是1kHz、幅度2V峰峰值、偏置2.5V的正弦波。上电后示波器上看到输入是一个干净的正弦波输出是一个方波但在翻转点附近有明显的抖动。我把时间轴展开到10μs/格看到输出在翻转点附近有多次快速翻转频率大概在1MHz左右。这些翻转的幅度是完整的5V摆幅说明比较器在阈值附近反复触发。我在参考电压节点加了一个0.1μF电容到地抖动有所减轻但没有完全消失。我又在输入节点加了一个100pF电容到地抖动进一步减轻但依然存在。这说明单限比较器的抖动是固有缺陷无法通过滤波完全消除。4.3 滞回比较器的搭建与波形对比接下来搭滞回比较器。把LM393的同相输入端接参考电压和正反馈电阻反相输入端接输入信号。参考电压还是2.5V正反馈电阻用100kΩ输入电阻用10kΩ。根据公式滞回宽度是5V × 10kΩ / (100kΩ 10kΩ) 0.45V。上升阈值是(2.5V × 100kΩ 5V × 10kΩ) / 110kΩ 2.73V下降阈值是(2.5V × 100kΩ 0V × 10kΩ) / 110kΩ 2.27V。上电后示波器上看到的输出波形非常干净。输入正弦波上升时输出保持低电平直到输入超过2.73V输出跳到5V。输入继续上升到峰值再下降到2.27V以下输出才跳回低电平。整个过程中输出没有任何抖动。我把输入信号的幅度减小到1V峰峰值偏置在2.5V输入信号在2V到3V之间波动。由于滞回死区是2.27V到2.73V输入信号在死区内时输出保持上一个状态不变。当输入信号上升到2.73V以上时输出翻高当输入信号下降到2.27V以下时输出翻低。输出依然干净。我又在输入信号上叠加了100mV峰峰值的白噪声。单限比较器在这种情况下输出抖动严重但滞回比较器的输出依然干净因为100mV的噪声小于0.45V的滞回宽度。这个对比实验很直观地展示了滞回的优势。4.4 波形参数测量与阈值验证用示波器的光标功能测量输出波形的上升时间和下降时间。上升时间大概是300ns下降时间大概是200ns。这个速度对于大多数数字电路应用已经足够了。如果后级是高速数字电路可能需要更快的比较器比如LM311或者TLV3501。测量阈值的时候我把示波器的通道1接输入信号通道2接输出信号用光标测量输出翻转时对应的输入电压。上升阈值实测是2.75V下降阈值实测是2.25V与理论计算值2.73V和2.27V非常接近。误差主要来自电阻的精度和比较器的输入失调电压。如果阈值误差偏大可以用多圈电位器微调参考电压。比如上升阈值偏高可以稍微降低参考电压下降阈值偏低可以稍微提高参考电压。但要注意改变参考电压会同时影响两个阈值所以需要反复调整几次才能达到最佳值。4.5 常见问题速查表与排查思路问题现象可能原因排查方法解决方案输出始终为低电平上拉电阻未接或接错用万用表测输出引脚对地电压检查上拉电阻是否接到电源正极输出始终为高电平比较器输入接反检查同相和反相输入端接线交换输入引脚接线输出抖动严重单限比较器阈值附近噪声用示波器展开时间轴观察翻转点改用滞回比较器或增加滤波输出边沿缓慢上拉电阻太大测量上升时间减小上拉电阻到4.7kΩ或2.2kΩ阈值与计算值偏差大电阻精度不够或输入失调电压测量实际电阻值和输入失调电压用1%精度电阻或微调参考电压输出高电平不足5V上拉电阻与负载分压测量输出高电平时的负载电流减小上拉电阻或增大负载阻抗电路功耗过大上拉电阻太小或比较器选型不当测量电源电流增大上拉电阻或改用低功耗比较器这个表格是我在实际调试中总结出来的基本上覆盖了比较器电路最常见的故障。排查的时候先用万用表测静态电平再用示波器看动态波形。静态电平不对说明是接线或电源问题静态电平对但动态波形不对说明是阈值或噪声问题。提示示波器的地线夹一定要夹在电路的地节点上不要夹在电源正极或信号节点上。否则会引入短路或地环路噪声导致波形失真甚至损坏示波器。5. 进阶思考从比较器到施密特触发器以及选型建议5.1 施密特触发器与滞回比较器的关系滞回比较器本质上就是一个用比较器搭建的施密特触发器。施密特触发器是一个具有滞回特性的数字逻辑门它的输入输出传输特性曲线是一个矩形环。滞回比较器用模拟比较器加正反馈实现了同样的功能但阈值可以通过外部电阻灵活调节。如果你不需要调节阈值可以直接用74HC14这样的施密特触发器芯片。它的阈值是固定的但集成度高、使用简单、成本低。如果你需要精确控制阈值和滞回宽度还是用比较器加正反馈更灵活。施密特触发器的滞回宽度通常比较小比如74HC14的滞回宽度大概是0.5V到1V具体取决于电源电压。这个滞回宽度对于大多数数字信号整形应用已经足够了。但如果你的输入信号噪声很大可能需要更大的滞回宽度这时候就需要用比较器自己搭。5.2 比较器选型的几个关键参数选比较器的时候有几个参数需要重点关注。第一个是响应时间。LM393的响应时间大概是1.3μs对于几十千赫兹的信号够用。如果信号频率更高比如几百千赫兹需要选响应时间更短的比较器比如LM311的响应时间是200nsTLV3501的响应时间是4.5ns。第二个是输入失调电压。失调电压越小阈值精度越高。LM393的失调电压典型值是2mV最大是5mV。对于大多数应用够用。如果对精度要求高可以选失调电压更小的比较器比如LM311的失调电压典型值是2mV但可以通过外部调零引脚进一步降低。第三个是输出类型。集电极开路输出需要上拉电阻但可以灵活上拉到任意逻辑电平。推挽输出不需要上拉电阻但输出电平固定。如果你的后级是3.3V逻辑集电极开路输出更方便因为你可以上拉到3.3V。第四个是功耗。LM393的静态电流大概是0.8mALM311是2.5mATLV3501是3.5mA。如果电池供电需要选低功耗的比较器比如TLV3011的静态电流只有1.5μA。5.3 从比较器到ADC阈值判断的另一种思路如果你的系统中有单片机其实可以用ADC加软件比较来实现阈值判断。ADC采样输入信号软件判断是否超过阈值然后控制输出引脚。这种方法的优点是阈值可以通过软件任意调节不需要改变硬件。缺点是响应速度受限于ADC的采样率和软件的判断速度通常比硬件比较器慢。我一般用硬件比较器做快速保护比如过流保护、过压保护因为硬件比较器的响应速度是微秒级的软件判断是毫秒级的。用ADC做慢速的阈值监测比如电池电压监测、温度监测因为软件可以加滤波和滞回灵活性更高。如果单片机的ADC采样率足够高比如1MSPS也可以用ADC加软件比较来实现滞回比较器的功能。软件滞回的好处是阈值和滞回宽度都可以通过软件调节不需要改变硬件。缺点是占用CPU资源而且响应速度不如硬件比较器。5.4 示波器在比较器调试中的进阶用法除了看波形示波器还有一些进阶用法可以帮助调试比较器电路。第一个是触发模式。用正常触发模式设置触发电平在阈值附近可以稳定地捕捉到翻转瞬间的波形。如果用自动触发模式波形可能会滚动不容易观察细节。第二个是单次触发模式。设置单次触发然后让输入信号变化一次示波器会捕捉到这一次翻转的完整波形。这对于观察上电瞬间的翻转行为很有用。第三个是数学运算。有些示波器支持通道间的数学运算比如CH1-CH2。你可以用这个功能测量输入和输出的差值或者测量滞回宽度。DSO138不支持数学运算但你可以用光标手动测量。第四个是FFT功能。有些示波器支持FFT可以把时域波形转换成频域波形。你可以用FFT分析输出抖动中的频率成分判断噪声的来源。比如50Hz的峰值说明是工频干扰1MHz的峰值说明是开关电源的开关频率。注意入门级示波器的带宽和采样率有限测量快速边沿时可能会失真。如果你的比较器输出边沿在100ns以下入门级示波器可能无法准确显示。这时候需要用更高带宽的示波器或者用探头的地线弹簧代替地线夹减少探头电感的影响。5.5 从单限到滞回一个真实项目的选型过程我之前做过一个电池过放保护电路需要监测电池电压低于3V时切断负载。最初我用的是单限比较器阈值设在3V。但在实际测试中电池电压在3V附近时负载电流的变化会导致电池电压波动比较器输出反复翻转负载被反复切断和接通发出“哒哒哒”的声音。后来我改用滞回比较器上升阈值设在3.1V下降阈值设在2.9V。电池电压低于2.9V时切断负载之后电池电压回升到3.1V以上才重新接通负载。这样即使电池电压在3V附近波动也不会导致输出反复翻转。问题解决。这个项目让我深刻体会到单限比较器只适合输入信号非常干净、不会在阈值附近停留的场景。一旦输入信号有噪声或者会缓慢变化必须用滞回比较器。滞回宽度不需要很大只要大于噪声幅度就行。我一般把滞回宽度设在噪声幅度的2到3倍这样既能抗噪声又不会牺牲太多阈值精度。最后再分享一个小技巧如果你手头没有多圈电位器可以用两个固定电阻串联一个单圈电位器来代替。比如你需要一个10kΩ的电位器可以用一个8.2kΩ的固定电阻和一个2kΩ的单圈电位器串联这样调节范围是8.2kΩ到10.2kΩ调节精度比单圈电位器高得多。这个方法我在多个项目中使用过效果很好。