Comparatore LM393 e soglie di tensione

Sto realizzando un encoder "casalingo" con un disco a settori bianchi e neri e un CNY70.
Il segnale in uscita al CNY70 non è dei migliori, per cui devo provvedere a squadrarlo in qualche modo, ho provato con un inverter 74HC04 ma la situazione non mi piace molto, ottengo un risultato migliore con un comparatore LM393, però non sono ancora soddisfatto, potrebbe andare bene ma non mi spiego alcune cose, che vi illustro qui con l'aiuto di una cattura dell'oscilloscopio:





La linea azzurra è il segnale in uscita dall'encoder (CNY70), che ha un valore minimo di 1.12V e un valore massimo di 3.36V (tensione di alimentazione). La linea gialla è il segnale in uscita all' LM393.

Il valore di tensione di riferimento, posto sull'ingresso non invertente è di circa 2.7V, ottenuti con un partitore composto da una resistenza da 10K e una da 2.2K, i 2.7V li ho misurati anche con il tester e sono ok. Il segnale in uscita dal CNY70 è quindi applicato all'ingresso invertente. Anche l'LM393 è alimentato a 3.3V.

La commutazione però avviene sulla soglia dei 2.4V come mostrato dall'immagine. La cosa strana è che qualsiasi valore di resistenza metto, la commutazione avviene sempre su quel valore (10K e 10Ohm ecc)... è come se al di sopra dei 2.4V non c'è verso di far commutare l'uscita. E questa è la prima stranezza. Premetto che se abbasso la soglia, la commutazione avviene correttamente, è come se quel 2,4V è un limite al di sopra del quale non si può andare e vorrei capire da dove viene fuori, se è possibile dedurlo dal datasheet o sto sbagliando qualcosa.

Sull'uscita del comparatore ho una resistenza di pullup da 3.3K come consigliato dal datasheet.

La seconda stranezza è che se inverto i segnali (uscita CNY70 su ingresso non invertente e riferimento su ingresso invertente), non ottengo nessuna commutazione.

Ciao Giovanni,

...sei gia' a lavoro!
...non dovresti!

La prima stranezza e' normale ed e' legata al fatto che il comparatore non e' rail to rail, per cui il segnale in ingresso come anche quello di uscita hanno dei limiti.
dal momento che vedo che l'uscita e' 3.36V assumo che alimenti il comparatore a 5V.
Infatti l'uscita puo' assumere un valore pari a Vcc-1.5V.

Per l'ingresso, il valore del datasheet che devi considerare e' l'input Common mode Voltage che e' pari a circa Vcc-2V.

...non ho pero' ben capito come' lo schema.

Il secondo punto potrebbe essere legato al fatto che stai cercando di avere una tensione negativa in uscita quando alimenti il tutto con una tensione positiva (ma dovrei vedere lo schema).

Saluti,

Mauro

Alimento il comparatore con la stessa tensione del CNY70, 3,3V. Lo schema è basilare: ho un partitore composto da due resistenze su un ingresso, per settare la tensione a 2.7V, e una resistenza di pullup sull'uscita, richiesta dal datasheet. E basta.

Se metto il segnale sull'ingresso - e la tensione di riferimento sul +, tutto ok, se metto la tensione di riferimento su - e il segnale su +, uscita piatta.

Ho provato a fare la stessa cosa con un operazionale MC1458, alimentato sempre a 3,3V. Questo si comporta come mi aspettavo: commuta a 2,7V, ma l'onda quadra prodotta in uscita ha il livello basso non a 0V ma a circa 2V... cioè mi fa un'onda quadra che oscilla tra 3,3V e 2V, ma che commuta quando il segnale in ingresso è a 2.7V

Ho provato ad alimentare soltanto il 393 a 5V e ora la commutazione ce l'ho correttamente a 2.7V:



e il livello alto sempre a 3.3V ... quindi mi starebbe bene cosi anche se vorrei evitare di alimentare le due cose con tensioni differenti... dato che devono andare in pasto a un pic che va a 3.3V .... Quindi o alimento tutto a 5V... ma poi all'uscita del comparatore metto un partitore.... però è una soluzione che non mi piace... Oppure andrebbe bene uno zener da 3,3V con resistenza?

Il mio problema è che vorrei avere dall'encoder un'onda quadra con un duty cycle il piu possibile vicino al 50%, per minimizzare gli errori di calcolo, e utilizzando tutta "roba comune", in maniera tale che tutti possano implementare un encoder sul proprio robottino col materiale che hanno a casa o comunque con componenti da pochi centesimi.
Penso che mi convenga predisporre una schedina, funzionante a 5V, con su un regolatore a 3,3V per alimentare gli encoder e l'LM393 che riceve il segnale, lo ripulisce e lo manda al pic. La vedo la cosa più pulita. Come regolatore a 3,3V dovrei poter utilizzare quelli in formato TO92, mi pare che sono da 200mA, dato che gli encoder non dovrebbero assorbire parecchio.