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。

 

 

 

 

  

posted @ 2020-12-06 17:24  fjc0000  阅读(4498)  评论(0编辑  收藏  举报