迟滞比较器计算公式与回差计算,回差 2023-12-02 12:03:02 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) 迟滞比较器计算 迟滞比较器的电路图如图6.3所示。该比较器是一个具有迟滞回环传输特性的比较器。由于正反馈作用,这种比较器的门限电压是随输出电压V0的变化而变化。在实际电路中为了满足负载的需要,通常在集成运放的输出端加稳压管限幅电路,从而获得合适的Voh和Vol。 图6.3迟滞比较器图 6.4迟滞比较器电压传输特性 由图6.3可知: 电路翻转时: 迟滞比较器的回差计算 忽略运放的饱和压降,6.4V正翻转前,运放输出端等于接地,状态见图1,要反翻转,利用方程③,即可求出应该的R3数值。 当反翻转前,运放输出端等于等于Q1的发射结饱和压降(设为0.7V),状态见图2,要反翻转,利用方程②,则反翻转输入信号电压Ui的值可计算出,这个值与6.4V有回差。但是不一定是1V。 如果要求回差等于1V,则计算较为复杂,不仅仅涉及到R3,还要涉及到R4或者R5的值,公式如下: 新设反翻转电压Ui=5.4……① 再设定R4或者R5中任意一个的数值,将方程①代入原来的方程②中,得到 (5.4-2)/R4=2/R5+(2-0.7)/R3……② Vi=2=6.4×(R5//R3)/(R4+R5//R3)……③ 以上两式组成二元方程组,这个方程组中,仅有两个未知数R3、R4(或R5)。解出这个方程组,就能得到当回差等于1V时,对应的R3、R4(或R5)应该的数值。 迟滞比较器电压传输特性 收藏(0)