遲滯比較器

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(hào)Uin在門(mén)限值附近有微小的干擾，則輸出電壓就會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的抖動(dòng)(起伏)。在電路中引入正反饋可以克服這一缺點(diǎn)。

圖1a給出了一個(gè)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(dāng)輸出狀態(tài)一旦轉(zhuǎn)換后，只要在跳變電壓值附近的干擾不超過(guò)ΔU之值，輸出電壓的值就將是穩(wěn)定的。但隨之而來(lái)的是分辨率降低。因?yàn)閷?duì)遲滯比較器來(lái)說(shuō)，它不能分辨差別小于ΔU的兩個(gè)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(yīng)速度，這是它的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)。除此之外，由于遲滯比較器加的正反饋很強(qiáng)，遠(yuǎn)比電路中的寄生耦合強(qiáng)得多，故遲滯比較器還可免除由于電路寄生耦合而產(chǎn)生的自激振蕩。

遲滯比較器

遲滯比較器的輸出VO與輸入VI不成線性關(guān)系，輸出電壓的轉(zhuǎn)換臨界條件是

門(mén)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(zhǔn)電壓)

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

根據(jù)輸出電壓VO的不同值(VOH或VOL)可以分別求出上門(mén)限電壓VT+和下門(mén)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)

那么門(mén)限寬度為：

ΔVT=(R1/R2)×(VOH-VOL) (公式-4)

已知

工作電壓=12V

基準(zhǔn)電壓VREF=1V

輸入電壓VI=1～5V

R1=1000Ω=1KΩ

R2=1000000Ω=1MΩ

反饋系數(shù)=R1/(R1+R2)=0.000999

比較器輸出電壓VOH=12V, VOL=0V

而比較器的門(mén)限寬度/輸出電壓=反饋系數(shù)

即反饋系數(shù)×輸出電壓=門(mén)限寬度

0.000999×12=0.011988≈0.012V

根據(jù)(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(jù)(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(jù)(公式-4)ΔVT=(R1/R2)×(VOH-VOL)

=(1000/1000000)×12

=0.012(V)

驗(yàn)證

VT+-VT- =1.001-0.989=0.012(V)

可以通過(guò)改變R2達(dá)到改變反饋系數(shù)來(lái)調(diào)節(jié)ΔVT的范圍。

例如將R2改為10KΩ時(shí)，則

ΔVT=(R1/R2)×(VOH-VOL)

=(1000/10000)×12

=1.2(V)

例如將R2改為100KΩ時(shí)，則 ΔVT=(R1/R2)×(VOH-VOL)

=(1000/100000)×12

=0.12(V)