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迟滞比较器

迟滞比较器
单门限电压比较器虽然有电路简单、灵敏度高等特点,但其抗干扰能力差。

例如,在单门限电压比较器的图XX_01中,当v I 中含有噪声或干扰电压时,其输入和输出电压波形如图XX_01所示,由于在v I =V th =V REF 附近出现干扰,v O 将时而为V OH ,时而为V OL ,导致比较器输出不稳定。

如果用这个输出电压v O 去控制电机,将出现频繁的起停现象,这种情况是不允许的。

提高抗干扰能力的一种方案是采用迟滞比较器。

1.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v I 与V REF 位置互换,就可组成同相输入迟滞比较器。

2.门限电压的估算
由于比较器中的运放处于开环状态或正反馈状态,因此一般情况下,输出电压v O 与输入电压v I 不成线性关系,只有在输出电压发生跳变瞬间,集成运放两个输入端之间的电压才可近似认为等于零,即

(1)
设运放是理想的并利用叠加原理,则有
(2)

XX_01
(a)
(b) 图XX_02
根据输出电压v O的不同值(V OH或V OL),可求出上门限电压V T+和下门限电压V T–分别为
(3)
(4)
门限宽度或回差电压为
(5)
设电路参数如图XX_02a所示,且,则由式(3)~(5)可求得
,和。

3.传输特性
设从,和开始讨论。

当v I由零向正方向增加到接近前,v O一直保持不变。

当v I增加
到略大于,则v O由V OH下跳到V OL,同时使v P下跳到。

V I再增加,
v
保持不变。

O
若减小v I,只要,则v o将始终保持不变,只有当
时,才由跳到V OH。

其传输特性如图XX_02b所示。

由以上分析可以看出,迟滞比较器的门限电压是随输出电压v o的变化而改变的。

它的灵敏度低一些,但抗干扰能力却大大提高了。

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