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  • 迟滞比较器

    迟滞比较器是一个具有迟滞回环传输特性的比较器。又可理解为加正反馈的单限比较器。在反相输入单门限电压比较器的基础上引入正反馈网络,就组成了具有双门限值的反相输入迟滞比较器。

    编辑摘要

    基本信息 编辑信息模块

    中文名: 迟滞比较器 英文名: hysteresis comparator
    相 关: 正反馈单线比较器 相关电路: 电路史密特

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    关于迟滞比较器的解释/迟滞比较器 编辑

    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。

    [1]迟滞比较器的电路结构如下图1

    图1 迟滞比较器结构图 图1 迟滞比较器结构图


      

    迟滞比较器的工作原理/迟滞比较器 编辑

    迟滞比较器 迟滞比较器
    迟滞比较器 迟滞比较器
    迟滞比较器 迟滞比较器
    迟滞比较器 迟滞比较器
    迟滞比较器 迟滞比较器
    迟滞比较器 迟滞比较器

    ,输出为 ,此时, 。输入信号由大变小时,小到比 小一点时,输出跳变为 ,此时 。

    迟滞比较器 迟滞比较器
    迟滞比较器 迟滞比较器
    迟滞比较器 迟滞比较器
    迟滞比较器 迟滞比较器
    迟滞比较器 迟滞比较器
    迟滞比较器 迟滞比较器

    ,输出为 ,此时, 。输入信号由小变大时,大到比 大一点时,输出跳变为- ,此时 。

    由上分析可以看出,迟滞比较器有两个门限电压。输入单方向变化时,输出只跳变一次。输入由大变小时,对应小的门限电压;输入由小变大时,对应大的门限电压。在两个门限电压之间,输出保持原来的输出。

    电压传输特性如图2所示。

    迟滞比较器 迟滞比较器

    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。

    迟滞比较器门限宽度(回差)/迟滞比较器 编辑

    U+:上门限,U-:下门限

    迟滞比较器 迟滞比较器

    门限宽度

    迟滞比较器 迟滞比较器

    ↑ → 比较器灵敏度↓ → 抗干扰能力增强

    迟滞比较器 迟滞比较器
    迟滞比较器 迟滞比较器
    迟滞比较器 迟滞比较器
    迟滞比较器 迟滞比较器

    与 、 和 有关。

    迟滞比较器作用/迟滞比较器 编辑

    上拉电阻会影响比较器输出的高电平的数值,尤其是“OC门“输出格式的比较器),从而影响门限电压,需要考虑。主要是影响上门限,可以把它归入正反馈。

    迟滞比较器电路的分析/迟滞比较器 编辑

    迟滞比较器 迟滞比较器


      

    提到比较器,那么肯定会有一个基准,我们称其为Vref,也就是图中的那个3V的稳压管。500Ω的电阻是稳压管的偏置电阻,限流作用。这个Vref通过100K电阻加到了358的同相端,同时,Vout也通过20K的正反馈加到了358的同相端,这两个电压是叠加的,那么根据叠加定理,可以写出同相端电压(Vp)的公式。

    迟滞比较器 迟滞比较器

    其门限为:

    迟滞比较器 迟滞比较器
    迟滞比较器 迟滞比较器

    门限宽度为:

    迟滞比较器 迟滞比较器

    由358的datasheet可知,358的输出摆幅为0-(Vcc-1.5),代入上式计算,所以该比较器的门限电压为:

    迟滞比较器 迟滞比较器
    迟滞比较器 迟滞比较器

    即本电路的滞回范围是4.25-0.5=3.75V。
      当反相端输入电压超过4.25V时,比较器输出低电平0V,当反相端电压即输入电压降至0.5V以下时,比较器翻转,输出高电平Vcc-1.5V即,4.5V。

    同时,由上面公式可知,门限宽度与基准电压无关,只与输出摆幅和两电阻大小相关。

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    参考资料
    [1]^引用日期:2018-08-15
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