迟滞比较器计算公式与回差计算

2023-09-27 17:43:39 0 0

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。

迟滞比较器电路组成

迟滞比较器是一个具有迟滞回环特性的比较器。图XX_02a所示为反相输入迟滞比较器原理电路，它是在反相输入单门限电压比较器的基础上引入了正反馈网络，其传输特性如图XX_02b所示。如将vI与VREF位置互换，就可组成同相输入迟滞比较器。

迟滞比较器电路

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。

迟滞比较器的计算公式

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）

例如：

已知工作电压=12V

基准电压VREF=1V

输入电压VI=1～5V

R1=1000Ω=1KΩR2=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）