遲滯比較器

遲滯比較器又可理解為加正反饋的單限比較器。 單限比較器，如果輸入信號Uin在門限值附近有微小的干擾，則輸出電壓就會產生相應的抖動(起伏)。在電路中引入正反饋可以克服這一缺點。

圖1a給出了一個遲滯比較器，人們所熟悉的“史密特”電路即是有遲滯的比較器。圖1b為遲滯比較器的傳輸特性。

不難看出，當輸出狀態一旦轉換后，只要在跳變電壓值附近的干擾不超過ΔU之值，輸出電壓的值就將是穩定的。但隨之而來的是分辨率降低。因為對遲滯比較器來說，它不能分辨差別小于ΔU的兩個輸入電壓值。遲滯比較器加有正反饋可以加快比較器的響應速度，這是它的一個優點。除此之外，由于遲滯比較器加的正反饋很強，遠比電路中的寄生耦合強得多，故遲滯比較器還可免除由于電路寄生耦合而產生的自激振蕩。

遲滯比較器

遲滯比較器的輸出VO與輸入VI不成線性關系，輸出電壓的轉換臨界條件是

門限電壓VP(同相輸入端的電壓)≈VN(反相輸入端的電壓)=VI(參考基準電壓)

VP=VN=[(R1×VREF)/(R1+R2)]+[(R2×VO)/(R1+R2)] (公式-1)

根據輸出電壓VO的不同值(VOH或VOL)可以分別求出上門限電壓VT+和下門限電壓VT-分別為：

VT+={[1+(R1/R2)]×VREF}-[(R1/R2)×VOL] (公式-2)

VT-={[1+(R1/R2)]×VREF}-[(R1/R2)×VOH] (公式-3)

那么門限寬度為：

ΔVT=(R1/R2)×(VOH-VOL) (公式-4)

已知

工作電壓=12V

基準電壓VREF=1V

輸入電壓VI=1～5V

R1=1000Ω=1KΩ

R2=1000000Ω=1MΩ

反饋系數=R1/(R1+R2)=0.000999

比較器輸出電壓VOH=12V, VOL=0V

而比較器的門限寬度/輸出電壓=反饋系數

即反饋系數×輸出電壓=門限寬度

0.000999×12=0.011988≈0.012V

根據(公式-2)VT+={[1+(R1/R2)]×VREF}-[(R1/R2)×VOL]

={[1+(1000/1000000)]×1}-[(1000/1000000)×0]

=1.001-0

=1.001(V)

根據(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)

根據(公式-4)ΔVT=(R1/R2)×(VOH-VOL)

=(1000/1000000)×12

=0.012(V)

驗證

VT+-VT- =1.001-0.989=0.012(V)

可以通過改變R2達到改變反饋系數來調節ΔVT的范圍。

例如將R2改為10KΩ時，則

ΔVT=(R1/R2)×(VOH-VOL)

=(1000/10000)×12

=1.2(V)

例如將R2改為100KΩ時，則 ΔVT=(R1/R2)×(VOH-VOL)

=(1000/100000)×12

=0.12(V)