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【转】滞回电压比较器原理及特性

(2012-10-11 10:43:55)
标签:

杂谈

分类: 嵌入式技术
滞回电压比较器原理及特性

滞回电压比较器
滞回比较器又称施密特触发器,迟滞比较器。这种比较器的特点是当输入信号ui逐渐增大或逐渐减小时,它有两个阈值,且不相等,其传输特性具有“滞回”曲线的形状。

滞回比较器也有反相输入和同相输入两种方式。

UR是某一固定电压,改变UR值能改变阈值及回差大小。
以图4(a)所示的反相滞回比较器为例,计算阈值并画出传输特性


http://www.dz3w.com/pic/010910/3999f120902c922b75643c90dc4a6811.jpg
图4 滞回比较器及其传输特性
(a)反相输入;(b)同相输入

1,正向过程

正向过程的阈值为

http://www.dz3w.com/pic/010910/47bc80d4ebf5b984f17ba455b77ac825.jpg

形成电压传输特性的abcd段

2,负向过程

负向过程的阈值为

http://www.dz3w.com/pic/010910/3a82e777e0c5466989965fc8882e63e8.jpg
形成电压传输特性上defa段。由于它与磁滞回线形状相似,故称之为滞回电压比较器。
利用求阈值的临界条件和叠加原理方法,不难计算出图4(b)所示的同相滞回比较器的两个阈值
http://www.dz3w.com/pic/010910/69b0da41b14cd48eb7f4899fd813b72c.jpg
两个阈值的差值ΔUTH=UTH1–UTH2称为回差。
由上分析可知,改变R2值可改变回差大小,调整UR可改变UTH1和UTH2,但不影响回差大小。即滞回比较器的传输特性将平行右移或左移,滞回曲线宽度不变。

根据这个式子分析可知,调节同相输入端和输出端得反馈电阻R2可明显调节电路的比较特性,包括滞回宽度和传输特性斜率。实质是调节R2可以调节电压比较器的正反馈强弱,R2越小,正反馈越强,滞回宽度越宽,传输特性越陡,R2一般取100kΩ-1MΩ


http://www.dz3w.com/pic/010910/a45067ed458bcb70a2ed9727ff3e1e27.jpg
图5 比较器的波形变换
(a)输入波形;(b)输出波形

例如,滞回比较器的传输特性和输入电压的波形如图6(a)、(b)所示。根据传输特性和两个阈值(UTH1=2V, UTH2=–2V),可画出输出电压uo的波形,如图6(c)所示。从图(c)可见,ui在UTH1与UTH2之间变化,不会引起uo的跳变。但回差也导致了输出电压的滞后现象,使电平鉴别产生误差。

http://www.dz3w.com/pic/010910/1d4decc5042574a2b947b39d54b5375a.jpg

图6 说明滞回比较器抗干扰能力强的图
(a)已知传输特性;(b)已知ui 波形;
(c)根据传输特性和ui波形画出的uo波形

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