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概述

關鍵詞:遲滯比較器比較器  遲滯比較器又可理解為加正反饋的單限比較器。單限比較器,如果輸入信號Uin在門限值附近有微小的干擾,則輸出電壓就會產生相應的抖動(起伏)。在電路中引入正反饋可以克服這一缺點。……

關鍵詞:遲滯比較器比較器

  遲滯比較器又可理解為加正反饋的單限比較器。單限比較器,如果輸入信號Uin在門限值附近有微小的干擾,則輸出電壓就會產生相應的抖動(起伏)。在電路中引入正反饋可以克服這一缺點。

  遲滯比較器電路組成

  遲滯比較器是一個具有遲滯迴環特性的比較器。圖XX_02a所示為反相輸入遲滯比較器原理電路,它是在反相輸入單門限電壓比較器的基礎上引入了正反饋網絡,其傳輸特性如圖XX_02b所示。如將vI與VREF位置互換,就可組成同相輸入遲滯比較器。

  遲滯比較器電路

  圖1a給出了一個遲滯比較器,人們所熟悉的“史密特”電路即是有遲滯的比較器。圖1b為遲滯比較器的傳輸特性。

  不難看出,當輸出狀態一旦轉換後,只要在跳變電壓值附近的干擾不超過ΔU之值,輸出電壓的值就將是穩定的。但隨之而來的是分辨率降低。因為對遲滯比較器來說,它不能分辨差別小於ΔU的兩個輸入電壓值。遲滯比較器加有正反饋可以加快比較器的響應速度,這是它的一個優點。除此之外,由於遲滯比較器加的正反饋很強,遠比電路中的寄生耦合強得多,故遲滯比較器還可免除由於電路寄生耦合而產生的自激振盪。

  遲滯比較器的計算公式

  遲滯比較器的輸出VO與輸入VI不成線性關係,輸出電壓的轉換臨界條件是

  門限電壓VP(同相輸入端的電壓)≈VN(反相輸入端的電壓)=VI(參考基準電壓)

  VP=VN=[(R1×VREF)/(R1+R2)]+[(R2×VO)/(R1+R2)](公式-1)

  根據輸出電壓VO的不同值(VOH或VOL)可以分別求出上門限電壓VT+和下門限電壓VT-分別為:

  VT+={[1+(R1/R2)]×VREF}-[(R1/R2)×VOL](公式-2)

  VT-={[1+(R1/R2)]×VREF}-[(R1/R2)×VOH](公式-3)

  那麼門限寬度為:

  ΔVT=(R1/R2)×(VOH-VOL)(公式-4)

  例如:

  已知工作電壓=12V

  基準電壓VREF=1V

  輸入電壓VI=1~5V

  R1=1000Ω=1KΩR2=1000000Ω=1MΩ

  反饋係數=R1/(R1+R2)=0.000999

  比較器輸出電壓VOH=12V,VOL=0V

  而比較器的門限寬度/輸出電壓=反饋係數

  即反饋係數×輸出電壓=門限寬度

  0.000999×12=0.011988≈0.012V

  根據(公式-2)VT+={[1+(R1/R2)]×VREF}-[(R1/R2)×VOL]

  ={[1+(1000/1000000)]×1}-[(1000/1000000)×0]

  =1.001-0

  =1.001(V)

  根據(公式3)VT-={[1+(R1/R2)]×VREF}-[(R1/R2)×VOH]

  ={[1+(1000/1000000)]×1}-[(1000/1000000)×12]

  =1.001-0.012

  =0.989(V)

  根據(公式-4)ΔVT=(R1/R2)×(VOH-VOL)

  =(1000/1000000)×12

  =0.012(V)

  驗證VT+-VT-=1.001-0.989=0.012(V)

  可以通過改變R2達到改變反饋係數來調節ΔVT的範圍。

  例如將R2改為10KΩ時,則

  ΔVT=(R1/R2)×(VOH-VOL)

  =(1000/10000)×12

  =1.2(V)

  例如將R2改為100KΩ時,則

  ΔVT=(R1/R2)×(VOH-VOL)

  =(1000/100000)×12

  =0.12(V)

  遲滯比較器計算

  遲滯比較器的電路圖如圖6.3所示。該比較器是一個具有遲滯迴環傳輸特性的比較器。由於正反饋作用,這種比較器的門限電壓是隨輸出電壓V0的變化而變化。在實際電路中為了滿足負載的需要,通常在集成運放的輸出端加穩壓管限幅電路,從而獲得合適的Voh和Vol。

  圖6.3遲滯比較器圖    6.4遲滯比較器電壓傳輸特性

  由圖6.3可知:

  電路翻轉時:


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