比較器應用一 滯回比較器

2021-08-28 15:03:45 字數 1983 閱讀 7606

滯回比較器實際上是個加了正反饋的比較器,輸出狀態也是只有兩個狀態,要麼是高電平,要麼就是低電平,電平的電壓值前面的文章已經說過了,滯回比較器的特點是當輸入電壓逐漸增大或者減小時,有兩個不相等的閾值,其傳輸特性具有滯回曲線的形狀。

滯回比較器的電壓閾值有兩個:uth和utl,如果需要進行兩個電壓比較時,可選用滯回比較器,下面講解下這兩個閾值電壓如何產生和計算的。

因為滯回比較器是引入正反饋的,而我們的閾值電壓就是通過這個正反饋來產生,那麼所謂的正反饋是怎樣的?是如何產生的?

產生正反饋很簡單,只需將輸出端通過乙個反饋電阻接到正輸入端即可,如下圖,圖中r6為反饋電阻,反饋電阻一般選用較大阻值電阻,並根據需要的閾值電壓選擇。

下面用乙個滯回比較器電路來說下兩個閾值電壓的計算。

閾值電壓計算主要是計算u+的電壓,很顯然可以看出是用電阻分壓法來計算,下面用兩個等效電路來說明:

輸出uo高電平時,輸出端上拉到15v,從下圖可以看出:r3、r4串聯後再和r1併聯,此時的等效電阻r為:

r=(r3 + r4)*r1 / ( (r3 + r4) + r1 ) = (10 + 10 ) * 20 / ( (10 + 10) + 20 ) = 10kω

再根據電阻分壓可計算出u+的電壓:u+ =( r2 / (r + r2) ) * 15v = (10 / (10 + 10) ) * 15 = 7.5v

此時算出的電壓u+是高閾值電壓,即uth = u+ = 7.5v

輸出uo為低電平時,輸出接地,從下圖可以看出:r2、r4併聯,併聯後的電阻r = (r2 * r4) / (r2 + r4) = 100 / 20 = 5kω

再根據電阻分壓可計算出u+的電壓:u+ =( r / (r + r1) ) * 15v = (5 / (5 + 20) ) * 15 = 3v

此時算出的電壓u+是低閾值電壓,即utl = u+ = 3v

通過上面的計算,可以得到兩個閾值電壓分別是:uth = 7.5v,utl = 3v。

上圖中,藍色表示u-端的輸入曲線,紅色表示輸出曲線。

從前面的比較器基礎篇文章知道,比較器就是設定乙個比較電壓,輸入端的電壓就與此比較電壓比較,從而輸出高低電平。滯回比較器是有兩個閾值電壓,也就是兩個比較電壓,那麼這兩個比較電壓是如何比較的呢?結合上面的輸入輸出曲線來分析。

注:前面的電路使用的是反相滯回比較器,也就是說閾值電壓在正輸入端,需要比較的輸入電壓在負輸入端。

由於輸入是從0v逐漸增大,所以開始階段輸出是高電平,此時閾值電壓是7.5v,當輸入電壓小於7.5v比較器輸出高,當輸入電壓大於7.5v比較器輸出低,當比較器輸出低 後,閾值變為3v,這階段當輸入電壓大於3v比較器輸出低,當輸入電壓小於3v比較器輸出高。

抓住比較器德的輸出狀態來確定當前使用的是哪個閾值:輸出低電平時時低閾值utl,輸出高電平時是高閾值uth。

最後貼上一張**圖,黃色是輸出波形,藍色是輸入電壓波形(三角波),紅色是閾值波形

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