遲滯比較器

遲滯比較器是一個具有遲滯迴環傳輸特性的比較器。又可理解為加正反饋的單限比較器。在反相輸入單門限電壓比較器的基礎上引入正反饋網路，就組成了具有雙門限值的反相輸入遲滯比較器。

基本介紹

• 中文名：遲滯比較器
• 外文名：hysteresis comparator
• 相關：正反饋單線比較器
• 相關電路：電路史密特

關於遲滯比較器的解釋

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。

遲滯比較器的電路結構如下圖1

圖1 遲滯比較器結構圖

遲滯比較器的工作原理

，輸出為 ，此時， 。輸入信號由大變小時，小到比 小一點時，輸出跳變為 ，此時 。

，輸出為 ，此時， 。輸入信號由小變大時，大到比 大一點時，輸出跳變為- ，此時 。

由上分析可以看出，遲滯比較器有兩個門限電壓。輸入單方向變化時，輸出只跳變一次。輸入由大變小時，對應小的門限電壓；輸入由小變大時，對應大的門限電壓。在兩個門限電壓之間，輸出保持原來的輸出。

電壓傳輸特性如圖2所示。

不難看出，當輸出狀態一旦轉換後，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。但隨之而來的是解析度降低。因為對遲滯比較器來說，它不能分辨差別小於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回響速度，這是它的一個優點。除此之外，由於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於電路寄生耦合而產生的自激振盪。

遲滯比較器門限寬度（回差）

U+：上門限，U-：下門限

門限寬度

↑ → 比較器靈敏度↓ → 抗干擾能力增強

與 、 和 有關。

遲滯比較器作用

上拉電阻會影響比較器輸出的高電平的數值，尤其是“OC門“輸出格式的比較器），從而影響門限電壓，需要考慮。主要是影響上門限，可以把它歸入正反饋。

遲滯比較器電路的分析

提到比較器，那么肯定會有一個基準，我們稱其為Vref，也就是圖中的那個3V的穩壓管。500Ω的電阻是穩壓管的偏置電阻，限流作用。這個Vref通過100K電阻加到了358的同相端，同時，Vout也通過20K的正反饋加到了358的同相端，這兩個電壓是疊加的，那么根據疊加定理，可以寫出同相端電壓（Vp）的公式。

其門限為：

門限寬度為：

由358的datasheet可知，358的輸出擺幅為0-（Vcc-1.5），代入上式計算，所以該比較器的門限電壓為：

即本電路的滯回範圍是4.25-0.5=3.75V。
當反相端輸入電壓超過4.25V時，比較器輸出低電平0V，當反相端電壓即輸入電壓降至0.5V以下時，比較器翻轉，輸出高電平Vcc-1.5V即，4.5V。

同時，由上面公式可知，門限寬度與基準電壓無關，只與輸出擺幅和兩電阻大小相關。