迟滞比较器电路分析

迟滞比较器电路分析

基于运放搭建的正、反向比较器电路，只有一个门限电压，其电路稳定性差，特别是在门限电压附近，若是遇到一定的噪音干扰，则比较器的输出，时而最大，时而最小，稳定性差;

为了提高稳定性，我们可以采用正反馈的比较器电路，即迟滞比较器电路。其电路有两个门限电压，具有一定的延迟特性，稳定性良好。

 

 

 

 

需求一： 如果我们需要设计一个比较系统，在2.5v以上输出高信号，2.5v以下输出低信号，默认0.1v左右的抗干扰性能。那么针对这个系统，其上限门电压为2.5+0.1/2=2.55v;其下门限电压为2.5-0.1/2=2.45v;0.1v=Vph-Vpl求出R1/R2=49.

下面我们再来计算系统需要施加的参考电压Vref为多少?通过上下限电压的任意一个即可计算出Vref=2.5V即可。

 

 

 

 

下面我们来看一下，这个电路，这个迟滞比较器其实就是施密特触发器电路的原型。其输出为Vin>2.55v,输出为o，vin<2.45v时，输出为正;当电压介于两者之间时，输出状态不确定，跟VOUT的上一状态有关。那么这个电路的稳定性如何呢，假设输出电压为2.4v、2.48v、2.5v、2.53v、2.48v，2.52v。来来回回在2.5v附近跳动，这个时候你就发现这个电路的好处了，稳定性极好。根据其输出曲线，可以看到其输出结果为5v、5v、5v、5v、5v、5v。可以看到输出很稳定，一直没发生改变，抗干扰性好。这个电路跟我们的需求是相反的，其在vin>2.5v时，输出为0，而我们要求输出为正最大值。因此还需要进一步改进，如下：

通过可调电阻vr1，提供需要的参考电压，这里调节为2.5v。为什么要增加一级射极跟随电路呢，简单的通过分压可以获得任意所需的参考电压，但这种参考电压的其输出电阻较大(相当于可调电阻VR1的两个电阻的并联值)，如果想让它作为一个电压源，则其内阻应该很小，这显然不符合要求。如果直接为下一级电路工作，例如直接连接到R2，则VREF=2.5v的电压必然发生改变;如果增加一个射极跟随器电路，其优点是输入电阻高，输出电阻小。其输出电阻小，作为下一级的输入，相当于输入电阻小，可以看做电压源。