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迟滞比较器设计

迟滞比较器设计
1.
设计需求分析:
电路工作描述:例如:当Vin<300mmHg 压力对应电压值(如:2.7V)时,Vout 为低电平,当Vin>2.7V 时,Vout 为高电平,使Q7导通,Valve 信号为低电平,气阀打开。

直到Vin<0.3V 时,Vout 才恢复为低电平。

血压模块过压保护电路模型如下:
说明:图中Vin 为压力传感器压力电压值
对应于迟滞比较器的电压传输特性图,VTL=0.3V ,VTH=2.7V ,VOL=0V ,VOH=VCC 。

2.电路模型计算:
从电压传输特性图可以看出,Vout=VOL 时,Vin=VTH 。

由运放的虚短和虚断特性可以
得出,其中
2
R VCC Vref +=()1
*IRin IRf
IRin 算式VOL Rin Vref Rf Rin VTH Rf
VOL
Vref Rin Vref VTH VOL Vref IRf Rin Vref
VTH −+=
−=
−−=
−=
=当Vout=VOH 时,Vin=VTL ,同理可得。

()2*IRin IRf
IRin 算式Rf VOH Rin Vref Rf Rin VTL Rf
VOH
Vref Rin Vref VTL Rf
VOH Vref IRf Rin Vref
VTL −+=
−=
−−=
−=
=
将VTH 与VTL 相减得:()3
........*算式Rf
Rin VOL VOH VTL VTH −=
−将需求分析中的VTL=0.3V ,VTH=2.7V ,VOL=0V ,VOH=VCC(实际为3.3V),代入上面的算式3中,可得4..........375.1算式Rin Rf =。

将算式4代入算式1中,可得到Vref=1.563V
3.
参数选择:
v
R1,R2电阻的选择:根据2
12
*
R R R VCC Vref +=R1=1.111*R2。

考虑到实际电
阻阻值和功耗方面要求,有以下电阻可选:
R 2(K Ω)
R 1(K Ω)22.2222.22.444233.3335.15.66612022.222224.4423033.335156.661300333.3510
566.61
为了达到精确的目的,可以用两个串联电阻代替R1。

v
Rin 和Rf 的选择:根据Rin Rf *375.1=,考虑到实际电阻阻值,功耗,系统电路影响等方面要求,有以下电阻可选:
R i n (K Ω)R f (K Ω)1.52.062522.752.23.0252.43.32230.2524
33
4.仿真验证:
仿真工具:MultiSIM 10.0,电路原理图及仿真结果如下图所示:
从仿真结果来看,R1=33K,R2=30K,Rin=24K和Rf=33K这个参数组合,可以满足电路功能。

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