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[资料分享] 什么是迟滞比较器?

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一粒金砂(高级)

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发表于 2020-2-21 20:26 | 显示全部楼层 |阅读模式

迟滞比较器又可理解为加正反馈的单限比较器。 单限比较器,如果输入信号Uin在门限值附近有微小的干扰,则输出电压就会产生相应的抖动(起伏)。在电路中引入正反馈可以克服这一缺点。
  图1a给出了一个迟滞比较器,人们所熟悉的“史密特”电路即是有迟滞的比较器。图1b为迟滞比较器的传输特性。
 

  不难看出,当输出状态一旦转换后,只要在跳变电压值附近的干扰不超过ΔU之值,输出电压的值就将是稳定的。但随之而来的是分辨率降低。因为对迟滞比较器来说,它不能分辨差别小于ΔU的两个输入电压值。迟滞比较器加有正反馈可以加快比较器的响应速度,这是它的一个优点。除此之外,由于迟滞比较器加的正反馈很强,远比电路中的寄生耦合强得多,故迟滞比较器还可免除由于电路寄生耦合而产生的自激振荡。
  迟滞比较器
  迟滞比较器的输出VO与输入VI不成线性关系,输出电压的转换临界条件是
  门限电压VP(同相输入端的电压)≈VN(反相输入端的电压)=VI(参考基准电压)
  VP=VN=[(R1×VREF)/(R1+R2)]+[(R2×VO)/(R1+R2)] (公式-1)
  根据输出电压VO的不同值(VOH或VOL)可以分别求出上门限电压VT+和下门限电压VT-分别为:
  VT+={[1+(R1/R2)]×VREF}-[(R1/R2)×VOL] (公式-2)
  VT-={[1+(R1/R2)]×VREF}-[(R1/R2)×VOH] (公式-3)
  那么门限宽度为:
  ΔVT=(R1/R2)×(VOH-VOL) (公式-4)
 

  已知
  工作电压=12V
  基准电压VREF=1V
  输入电压VI=1~5V
  R1=1000Ω=1KΩ
  R2=1000000Ω=1MΩ
  反馈系数=R1/(R1+R2)=0.000999
  比较器输出电压VOH=12V, VOL=0V
  而比较器的门限宽度/输出电压=反馈系数
  即反馈系数×输出电压=门限宽度
  0.000999×12=0.011988≈0.012V
  根据(公式-2)VT+={[1+(R1/R2)]×VREF}-[(R1/R2)×VOL]
  ={[1+(1000/1000000)]×1}-[(1000/1000000)×0]
  =1.001-0
  =1.001(V)
  根据(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)
  根据(公式-4)ΔVT=(R1/R2)×(VOH-VOL)
  =(1000/1000000)×12
  =0.012(V)
  验证
  VT+-VT- =1.001-0.989=0.012(V)
  可以通过改变R2达到改变反馈系数来调节ΔVT的范围。
  例如将R2改为10KΩ时,则
  ΔVT=(R1/R2)×(VOH-VOL)
  =(1000/10000)×12
  =1.2(V)
  例如将R2改为100KΩ时,则 ΔVT=(R1/R2)×(VOH-VOL)
  =(1000/100000)×12
  =0.12(V)



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