电路设计滞回电路:原理剖析与设计案例

出处:网络整理时间:2025-07-14

在某些特定的电路应用场景中,为了避免误动作或者去除干扰信号,需要对信号进行窗口检测。滞回电路因其独特的特性,在这类应用中发挥着重要作用。滞回电路具有两个阈值电平,能够对应输出两种不同的状态,并且在两个阈值之间的状态变化不会引发电平的跳变。在一些受成本限制的设计方案中,采用分立器件搭建滞回电路是一种常见的选择。

三极管滞回电路设计方案


我们以一个具体的三极管滞回电路设计为例,来详细阐述其工作原理和设计过程。该电路的设计目标是:当输入信号 IN 大于 2V 时,输出高电压;当 IN 小于 1.6V 时,输出低电压;而当 IN 介于 1.6V 和 2V 之间时,输出状态保持与之前相同。

假设输入信号 V2 是一个幅值在 0V - 5V 之间变化的锯齿波,IN 的开启电压记为 VH,关闭电压记为 VL,三极管的 VBE 电压为 0.7V,并且在计算过程中忽略三极管的其他导通电压。


该电路存在三种不同的工作状态:

通过联立上述方程,可以解得 Rc1 = 4.56 * R2,Rc2 = 2.85 * R2。为了保证电路的功耗在合理范围内,我们选取 R2 = 2K,进而计算出 Rc1 = 9.12K,Rc2 = 5.70K。
根据上述参数进行电路仿真,得到相应的仿真结果。同时,在实验室中根据现有电阻取值搭建实际电路,进行实测。实测结果显示,VH 电压为 2.08V,VL 电压为 1.28V。

改进电路设计


如果需要输出低电平为零,我们可以对原电路进行改进。改进后的电路能够实现:当 IN 信号大于 2V 时,输出低电压;当 IN 小于 1.3V 时,输出高电压;而当 IN 介于 1.3V 和 2V 之间时,输出状态保持与之前相同。

注意事项


在设计和应用滞回电路时,有以下几点需要特别注意:
  1. 电阻阻值误差的影响:电阻阻值的误差会对阈值精度产生一定的影响。为了提高信号的阈值宽度,可以通过对输入信号进行分压处理。
  2. 输出电压的处理:Q2 输出电压存在明显的压差,在实际应用中可以搭配其他电路来实现更理想的输出效果。
  3. 输入电压范围的限制:该电路存在一定的局限性,对输入电压的范围有较高的要求。在设计过程中,需要根据具体的应用场景合理选择输入电压范围。
  4. 电源供电方式:电路的电源可以使用稳压管供电,以保证电源的稳定性,从而提高电路的性能。
  5. 参数忽略的影响:在计算过程中,忽略三极管的部分参数是为了简化计算过程。经过实际验证,这种忽略对终结果的影响可以忽略不计。
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