迟滞比较器如何理解

    迟滞比较器又可理解为加正反馈的单限比较器。 单限比较器，如果输入信号Uin在门限值附近有微小的干扰，则输出电压就会产生相应的抖动（起伏）。在电路中引入正反馈可以克服这一缺点。

    图1a给出了一个迟滞比较器，人们所熟悉的“史密特”电路即是有迟滞的比较器。图1b为迟滞比较器的传输特性。

    不难看出，当输出状态一旦转换后，只要在跳变电压值附近的干扰不超过ΔU之值，输出电压的值就将是稳定的。但随之而来的是分辨率降低。因为对迟滞比较器来说，它不能分辨差别小于ΔU的两个输入电压值。迟滞比较器加有正反馈可以加快比较器的响应速度，这是它的一个优点。除此之外，由于迟滞比较器加的正反馈很强，远比电路中的寄生耦合强得多，故迟滞比较器还可免除由于电路寄生耦合而产生的自激振荡。

    迟滞比较器

    迟滞比较器的输出VO与输入VI不成线性关系，输出电压的转换临界条件是

    门限电压VP（同相输入端的电压）≈VN（反相输入端的电压）=VI（参考基准电压）

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

    根据输出电压VO的不同值（VOH或VOL）可以分别求出上门限电压VT+和下门限电压VT-分别为：

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

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

    那么门限宽度为：

    ΔVT=（R1/R2）×（VOH-VOL） （公式-4）

    已知

    工作电压=12V

    基准电压VREF=1V

    输入电压VI=1～5V

    R1=1000Ω=1KΩ

    R2=1000000Ω=1MΩ

    反馈系数=R1/(R1+R2)=0.000999

    比较器输出电压VOH=12V, VOL=0V

    而比较器的门限宽度/输出电压=反馈系数

    即反馈系数×输出电压=门限宽度

    0.000999×12=0.011988≈0.012V

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

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

    =1.001-0

    =1.001(V)

    根据（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)

    根据（公式-4）ΔVT=（R1/R2）×（VOH-VOL）

    =（1000/1000000）×12

    =0.012(V)

    验证

    VT+-VT- =1.001-0.989=0.012(V)

    可以通过改变R2达到改变反馈系数来调节ΔVT的范围。

    例如将R2改为10KΩ时，则

    ΔVT=（R1/R2）×（VOH-VOL）

    =（1000/10000）×12

    =1.2(V)

    例如将R2改为100KΩ时，则 ΔVT=（R1/R2）×（VOH-VOL）

    =（1000/100000）×12

    =0.12(V)