迟滞比较器
迟滞比较器
0
t
+(UZ+ UD)
t
-(UZ+ UD)
Байду номын сангаас 迟滞比较器公式
ui
R
－ +
+
uo
UR
R1
R2
UH
R1 R1 R2
Uom
R2 R1 R2
UR
UL
R1 R1 R2
Uom
R2 R1 R2
UR
上下限（用叠加定理）
uo
+UOM
0
-UOM
U+L
U+H
ui
迟滞比较器应用
UR
ui
R
－ +
+
uo
UR
R1
R2
uo
R1
R2
迟滞比较器计算
UH
R1 R1 R2
Uom
R2 R1 R2
UR
UL
R1 R1 R2
Uom
R2 R1 R2
UR
R2=490K
=0.153 实际的 = 5/(100+3.2)*3.2 = 0.155
Thanks！
滞回滞控回控制制区系间统
温度（°C）
26 25
滞回区间 24 23
时间
单限比较器缺点
uI
门限电平
单限比较器的优点是电路结构简单， 灵敏度高。但是，主要缺点是抗干
0
扰能力差。如果输入电压因受干扰
或噪声的影响，单限比较器的输出
端电压将会在高、低两种电平之间 频繁地反复跳变，使电路不能稳定
uO
工作。波形示意图如右所示：
迟滞比较器
概述
反相迟滞比较器课件
当输入信号发生变化时，反相迟滞比较器的输出状态将发生翻转，并且存在一 个阈值范围，当输入信号回到该范围时，输出状态将保持不变，从而实现抗干 扰功能。
电路组成与结构
电路组成
反相迟滞比较器主要由运算放大器、 电阻和电容等元件组成。
结构
反相迟滞比较器的电路结构通常包括 正反馈和负反馈两个回路，其中正反 馈回路用于实现输出状态的翻转，负 反馈回路用于调整阈值范围。
测试信号生成
生成各种类型的测试信号 ，如正弦波、方波、三角 波等，以全面评估比较器 的性能。
噪声与干扰
在测试信号中加入噪声和 干扰，模拟实际应用中的 复杂环境条件。
性能指标的测试与评估
01
02
03
04
迟滞特性
测量比较器的迟滞特性，即输 入信号在阈值电压上下变化时
，输出信号的翻转范围。
精度与线性度
评估比较器的精度和线性度， 确保其在实际应用中的准确性
当输入信号达到阈值时，正反 馈和负反馈回路的平衡被打破 ，输出信号发生跳变，由于集 成电路工艺的特点，这种跳变 幅度较大且速度快，从而实现 迟滞比较功能。
05
反相迟滞比较器的调试与 测试
调试方法与步骤
输入信号调整
确保输入信号的幅度和频率满 足比较器的要求，调整信号源 或衰减器以获得适当的输入信
号。
在控制系统中的应用
反馈控制
反相迟滞比较器可以用于构成反 馈控制系统，通过比较实际输出 与预设值的差异，调整系统的输 入或参数，实现系统的自动控制
。
调节器
利用反相迟滞比较器可以设计出 各种调节器，如比例调节器、积 分调节器和微分调节器等，用于
控制系统的参数调节和优化。
动态跟踪
简单电压比较器迟滞比较器ppt课件
从波形可以看出，uI的 变化在±UT之间时，uo 不变，表现出一定的抗
干扰能力。两个阈值电
压的差值愈大，电路的
抗干扰能力愈强，但灵
敏度变差；因此应根据
具体需要确定差值的大
小。
43
※讨论题 设计一个电压比较器，使其电压传输特性
如图（a）所示，要求所用电阻值在20~100kΩ之间。
3
解：根据电压传输特性可知，输入电压作用于同相输
R
－
+
uo
+
U+
uo
+Uom
U+L 0
U+H ui
R1
R2
-Uom
uo
ui
R
－ +
+
uo
UR
0
R1
R2
U+L U+H
ui
32
迟滞 比较器
ui
2.迟滞比较器(上行)（同相滞回比较器）
R
－
+
+
uo
uo +UOM
以前学习 的过零同 相比较器
0
U+-U-
R1
R2
-UOM
当uo= -UOM
R 2
u
R +R i
R 2u
R +R i
+
R 1
R +R
U om
UR
35
1
2
1
2
加上参考电压后的迟滞比较器(上行)传输特性：
uo
R
UR
－ +
+
uo
常见的迟滞比较器件
常见的迟滞比较器件
常见的迟滞比较器件包括：
1. 突变比较器（hysteresis comparator）：也称为Schmitt触发器，具有两个阈值电压，其输出状态在输入电压上升和下降过程中具有不同的阈值电平。
2. 延时比较器（delay comparator）：具有一个延时单元，可以通过设置延时时间来实现迟滞功能。
3. 步进比较器（step comparator）：通过加入电阻、电容等元件，将比较器的输入电压转化为一个带有迟滞特性的输出电压。
4. 电荷泵迟滞比较器（charge pump hysteresis comparator）：
利用电荷泵电路实现迟滞功能。
5. 类比迟滞比较器（analog hysteresis comparator）：通过对比
两个输入电压，根据差异大小调整输出电压的迟滞特性。
这些迟滞比较器件可以在各种应用中使用，例如电子开关、电压监测、温度控制等领域。
同向迟滞比较器电路
同向迟滞比较器电路同向迟滞比较器电路（hysteresis comparator）是一种常见的电路设计，用于比较输入信号与参考电压并输出相应的逻辑电平。
它在电子设备和系统中广泛应用于电压比较、开关控制和信号处理等领域。
同向迟滞比较器电路能够解决传统比较器电路中的抖动和干扰问题，并提供更稳定可靠的输出。
它通过使用正反馈回路，增加了一个称为迟滞带（hysteresis band）的区域，在输入信号变化时产生一个阈值，这使得比较器只在输入信号超过或低于特定阈值时才能切换输出状态。
在同向迟滞比较器电路中，输入信号与参考电压被连接到一个差分放大器。
差分放大器通过放大输入信号，并将其转换成一个电流或电压信号，再经过一个反馈网络，形成一个正反馈回路。
这个正反馈回路通过改变阈值电压，实现输入信号的比较和输出电平的切换。
正反馈回路通常由一个滞回电阻和一个滞回电容组成，它们决定了比较器电路的迟滞特性。
滞回电阻控制着迟滞带的大小，滞回电容则决定着迟滞带的斜率。
通常情况下，选择合适的滞回电阻和滞回电容可以根据系统需求来调整迟滞带的宽度和响应速度。
同向迟滞比较器电路的优点在于能够抑制输入信号中的噪声和抖动，从而提高系统的稳定性和抗干扰能力。
它适用于需要在信号变化较小的情况下进行精确比较的应用，例如温度传感器、光电传感器和压力传感器等。
在设计同向迟滞比较器电路时，一些注意事项需要被考虑。
首先，选取合适的滞回电阻和滞回电容值，以确保迟滞带的宽度满足系统要求。
其次，特别关注电源电压和输入偏置电流对比较器性能的影响，避免过大的电源电压或输入偏置电流导致误差或不稳定的输出。
此外，考虑到比较器的功耗和速度要求，选择合适的操作放大器和电源电压，使得电路能够在所需的响应速度和功耗范围内工作。
总之，同向迟滞比较器电路是一种功能强大且实用的电路设计，通过增加正反馈回路和迟滞带，解决了传统比较器电路的抖动和干扰问题。
合理选取滞回电阻和滞回电容值，注意电源电压和输入偏置电流对比较器性能的影响，能够确保电路工作稳定可靠。
迟滞比较器原理
迟滞比较器原理迟滞比较器是一种常见的电子元件，它在很多电路中都有着重要的作用。
迟滞比较器的原理是基于正反馈的运算放大器构成的，通过反馈回路来实现输出的迟滞特性。
在本文中，我们将详细介绍迟滞比较器的原理及其工作方式。
首先，让我们来了解一下迟滞比较器的基本结构。
迟滞比较器通常由一个运算放大器、正反馈网络和输入信号组成。
正反馈网络通过将一部分输出信号反馈到输入端，从而产生迟滞效应。
当输入信号超过一定阈值时，输出信号会发生突变，这种突变是由于正反馈网络的作用，使得输出信号在一个范围内保持稳定。
迟滞比较器的工作原理可以简单描述为，当输入信号超过阈值上限时，输出信号跳变至高电平；当输入信号低于阈值下限时，输出信号跳变至低电平。
这种迟滞特性使得迟滞比较器在数字信号处理、开关电路等领域有着广泛的应用。
在实际应用中，迟滞比较器可以用来检测信号的变化，并触发相应的动作。
例如，在触摸开关电路中，迟滞比较器可以用来检测触摸信号的变化，并控制灯光或其他设备的开关。
另外，迟滞比较器还可以用来实现数字信号的去抖动，提高系统的稳定性和抗干扰能力。
除了在电子电路中的应用，迟滞比较器还可以用来实现逻辑控制、信号处理和传感器接口等功能。
在数字系统中，迟滞比较器可以用来检测数字信号的变化，并触发相应的逻辑操作。
在传感器接口中，迟滞比较器可以用来处理传感器信号，并将其转换为数字信号输出。
总的来说，迟滞比较器是一种非常重要的电子元件，它在数字系统、传感器接口、开关电路等领域都有着广泛的应用。
通过正反馈网络实现的迟滞特性，使得迟滞比较器能够稳定地检测输入信号的变化，并触发相应的动作。
希望通过本文的介绍，读者能够对迟滞比较器的原理和工作方式有所了解，并在实际应用中发挥其重要作用。
迟滞比较器门限电压计算
迟滞比较器门限电压计算门限电压是迟滞比较器的参考电平，当输入电压高于门限电压时，输出低电平；当输入电压低于门限电压时，输出高电平。
一个常见的应用是将门限电压设置在输入电压变化的中间位置，实现输入信号的滞后放大。
为了计算迟滞比较器的门限电压，我们需要了解一些基本参数和公式。
假设迟滞比较器的输入电压为Vin，输出电压为Vout，门限电压为Vth。
根据比较器的工作原理，当Vin>Vth时，Vout取低电平，当Vin<Vth时，Vout取高电平。
Vth = Vref * (1 + R2/R1)其中Vref为参考电压，R1和R2为电阻。
在实际应用中，参考电压Vref可以通过稳压器电路或放大电路来提供。
其数值的选择应该充分考虑电源稳定性和系统设计的需要。
而电阻R1和R2的选择则会直接影响到门限电压的数值。
一般情况下，电阻R1可以选择为一个固定的值，而电阻R2可以根据需要进行选择。
为了实现滞后放大的功能，可以将门限电压设置在输入电压变化的中间位置。
假设输入信号变化范围为Vin_min～Vin_max，需要在这个范围内选择一个合适的门限电压Vth。
通过调整电阻R2的数值，可以实现门限电压的调节。
例如，假设输入信号变化范围为0V～1V，我们希望在0.5V处设置门限电压。
假设参考电压Vref为2.5V，可以选择R1为10kΩ，通过代入公式计算得到R2的数值为：Vth = 2.5V * (1 + R2/10kΩ) = 0.5V解方程可得R2=10kΩ。
当输入电压为0.5V时，Vout将变化，当输入电压高于0.5V时，Vout取低电平，当输入电压低于0.5V时，Vout取高电平。
需要注意的是，实际电路中还需要考虑电阻值的精度和可用范围、参考电压的稳定性以及其他元器件的影响等因素。
因此，在实际设计中，还需要综合考虑这些因素，进行调整和优化。
总结起来，迟滞比较器的门限电压计算需要考虑输入信号变化范围、参考电压以及电阻参数等因素。
迟滞比较器原理及计算
迟滞比较器原理及计算迟滞比较器（Hysteresis Comparators）是一种电路器件，用于将一个电压信号进行比较，并在输入信号穿过设定阈值时提供一个输出。
其原理基于正反馈，可以提供一种滞后效应，使得输出在阈值之间有一个死区。
迟滞比较器的原理如下：当输入电压超过上限阈值时，输出切换到高电平，然后输入电压必须降低到下限阈值以下，输出才能切换回低电平。
这种死区效应有助于排除输入信号的噪声，并提高比较器的稳定性。
常见的迟滞比较器电路包括基于运算放大器（OP-AMP）和正反馈电阻网络构成的非反转比较器。
迟滞比较器的工作原理导出了其计算方式。
在理想情况下，假设电压源的输入为V_in，上限阈值为V_upper，下限阈值为V_lower，输出电压为V_out。
则当输入电压超过上限阈值时，输出电压切换为高电平，当输入电压低于下限阈值时，输出电压切换为低电平。
常见的计算方式是基于迟滞比较器的振幅范围（或称为迟滞窗口）来确定。
振幅范围是指上限阈值与下限阈值之间的差值，即V_upper - V_lower。
选择合适的振幅范围可以在输入信号的变化过程中提供适当的抗干扰能力。
为了更好地理解迟滞比较器的计算，可以考虑一个经典的非反转迟滞比较器电路，其中上限阈值为V_upper，下限阈值为V_lower，输入电压为V_in，输出电压由一个比较器和正反馈网络决定。
根据电路设计和正反馈网络的选择，我们可以计算出适当的上限阈值和下限阈值，以及输出状态的切换时刻。
总之，迟滞比较器通过正反馈的设计提供一个滞后效应，使得输出在输入信号穿过设定阈值时有一个死区。
其计算方式可以基于阈值的选择和正反馈网络的特性来确定。
迟滞比较器被广泛应用于各种电子设备和电路，如电压比较、斜率计算器、峰值检测等领域。
迟滞比较器工作原理
迟滞比较器工作原理1. 迟滞比较器的概述迟滞比较器是电路设计中经常使用的一种电路。
它的主要工作原理是比较输入信号与内部设定的阈值，并通过输出信号判断输入信号是否大于阈值。
当输入信号大于阈值时，输出信号会切换为高电平，反之，则输出低电平。
在实际应用中，有时需要设置迟滞电路来消除信号干扰。
例如，我们可以将输入信号噪声的幅度在迟滞电路中消除，同时可以设置一个误差范围，使得整个系统更加稳定。
2. 迟滞比较器的工作原理迟滞比较器通常由一个比较器和一个正反馈电路组成。
内部的正反馈电路将使比较器产生一个迟滞的作用。
在这种情况下，输出信号不仅仅与输入信号直接相关，还与之前的输出信号有关。
因此，即使输入信号在阈值范围内变化，输出信号也不会翻转。
这种迟滞电路的作用可以减小信号噪声的影响。
例如，在一个带有迟滞比较器的模拟开关中，可以调整阈值的大小以控制模拟开关的启动/关闭点。
同时，可以通过调节迟滞比较器的电路参数，以达到期望的迟滞范围。
另外，迟滞比较器还可以用于数字电路的设计。
在数字电路中，有时需要对输入信号进行处理，对干扰信号进行滤波和抑制。
此时，可以使用一个迟滞比较器来实现信号的鉴别和信号干扰的抑制。
3. 迟滞比较器的实际应用迟滞比较器在很多领域都有重要的应用，例如：（1）信号过滤：在信号采集和处理中，经常需要对输入信号进行滤波，将不需要的信号滤除。
迟滞比较器可以通过调整阈值来实现信号的滤波。
（2）开关控制：在一个基于迟滞比较器的开关电路中，可以使用一个输出信号控制不同的电路元器件（例如LED灯，继电器等）。
（3）传感器：在传感器设计中，可以使用一个迟滞比较器来检测传感器输出信号，并检测到特定的事件触发操作。
总之，迟滞比较器是一个非常重要的电路，广泛应用于各种设计和控制中。
在实际应用中，需要根据具体要求和电路参数进行设计和调整，以达到最佳的效果。
高二物理竞赛课件迟滞比较器
+
R2VOL R1 + R2
=
-5V
（2）传输特性
vO +10V
(d)3）输出电压波形
10.5 方波产生电路
1. 电路组成（多谐振荡电路）
RC充放 电支路
Rf
vC
–
vO
C
A
+
R1
迟滞比 较器
R2
(a)
能否不串入该电阻？
vC N C
Rf
– +VCC A1
+ -VEE
(b)
vO
+
1k
VT–
VT+
R1
–5
0
5 vI/ V
20k
DZ
R2 20k
VZ= 10V
–10
(a)
解：（1）门限电压
VREF = 0 VO = 10V
VT+
=
R1VREF R1 + R2
+
R2VOH R1 + R2
= 5V
(b)
vI VT+=
+5V
(c) O t1
t3
t
VT–= –5V
VT-
=
R1VREF R1 + R2
当vC > vF时
vO
周而复始，形成振荡
vO 当vC < vF时
vC RC反向充电 vF = -FVZ
vO = -VZ
方波产生电路
3. 波形
vC VZ FVZ
0+ O
–FVZ –VZ
Rf
vC
C
–
A +
R
cmos电压迟滞比较器电路
cmos电压迟滞比较器电路【实用版】目录1.CMOS 电压迟滞比较器电路的概述2.CMOS 电压迟滞比较器电路的工作原理3.CMOS 电压迟滞比较器电路的优缺点4.CMOS 电压迟滞比较器电路的应用领域正文【1.CMOS 电压迟滞比较器电路的概述】CMOS 电压迟滞比较器电路是一种基于 CMOS 技术的电压比较器电路，具有低功耗、高噪声抑制能力和稳定性等优点。
在数字电路和模拟电路设计中，CMOS 电压迟滞比较器电路被广泛应用，主要用于电压阈值的比较和信号波形的整形等。
【2.CMOS 电压迟滞比较器电路的工作原理】CMOS 电压迟滞比较器电路的工作原理主要基于 CMOS 晶体管的电压迟滞特性。
当输入电压达到一定阈值时，CMOS 晶体管的输出电压将发生突变，从而实现电压比较的功能。
CMOS 电压迟滞比较器电路通常由两个输入端和两个输出端组成，当输入电压的差值超过一定范围时，输出端将产生相应的电压信号。
【3.CMOS 电压迟滞比较器电路的优缺点】CMOS 电压迟滞比较器电路具有以下优点：（1）低功耗：CMOS 技术具有较低的功耗特性，使得 CMOS 电压迟滞比较器电路在低功耗应用场合具有较大的优势。
（2）高噪声抑制能力：CMOS 电压迟滞比较器电路具有较高的噪声抑制能力，可以有效抑制噪声对电路性能的影响。
（3）稳定性：CMOS 电压迟滞比较器电路具有较好的温度稳定性和电源电压稳定性，可以在较恶劣的工作环境下正常工作。
CMOS 电压迟滞比较器电路的缺点主要有：（1）速度较慢：与双极型晶体管比较器相比，CMOS 电压迟滞比较器电路的速度较慢，不适合高速应用场合。
（2）输入电压范围有限：CMOS 电压迟滞比较器电路的输入电压范围有限，不能应用于低电压或高电压场合。
【4.CMOS 电压迟滞比较器电路的应用领域】CMOS 电压迟滞比较器电路广泛应用于以下领域：（1）模拟信号处理：在模拟信号处理电路中，CMOS 电压迟滞比较器电路可以用于信号波形的整形、滤波和电压阈值的比较等。
迟滞比较器的工作原理
迟滞比较器的工作原理
迟滞比较器是一种电子装置，用于检测输入信号是否在某个预设范围内，并根据预设的上下阈值产生输出信号。
它通过引入一个迟滞（hysteresis）反馈回路来实现。
迟滞比较器的基本原理如下：首先，将输入信号与上阈值（高电压）和下阈值（低电压）进行比较。
如果输入信号超过上阈值，输出信号将转换为高电平；如果输入信号低于下阈值，输出信号将转换为低电平。
然而，在输入信号在阈值范围内变化时，输出信号不会立即翻转。
当输入信号超过上阈值时，输出信号保持为高电平，直到输入信号下降到下阈值以下才会翻转为低电平。
同样地，当输入信号低于下阈值时，输出信号保持为低电平，直到输入信号上升到上阈值以上才会翻转为高电平。
这种迟滞作用使得输出信号在阈值范围内具有较好的稳定性，可以有效抑制输入信号的噪声和干扰。
迟滞比较器通常由一个比较器和一个反馈网络组成。
比较器是一个电路块，用于实现输入信号与阈值的比较；反馈网络则是为了产生迟滞效应。
反馈网络一般由正反馈网络和负反馈网络构成，通过调整反馈增益可以改变迟滞的大小。
迟滞比较器的应用领域广泛，包括电源管理、模拟信号处理、传感器接口等。
它可以用于电压检测、电流限制、信号判断等功能，提供稳定可靠的输出。
迟滞比较器
迟滞比较器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 乘以VREF)/(R1+R2)]+[(R2 乘以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)]乘以VREF}-[(R1/R2)乘以VOL] (公式-2)VT-={[1+(R1/R2)]乘以VREF}-[(R1/R2)乘以VOH] (公式-3)那么门限宽度为：ΔVT=(R1/R2)乘以(VOH-VOL) (公式-4)已知工作电压=12V基准电压VREF=1V输入电压VI=1～5VR1=1000Ω=1KΩR2=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乘以输出电压=门限宽度0.000999 乘以12=0.011988≈0.012V根据(公式-2)VT+={[1+(R1/R2)]乘以VREF}-[(R1/R2)乘以VOL] ={[1+(1000/1000000)]乘以1}-[(1000/1000000)乘以0]=1.001-0=1.001(V)根据(公式3)VT-={[1+(R1/R2)]乘以VREF}-[(R1/R2)乘以VOH] ={[1+(1000/1000000)]乘以1}-[(1000/1000000)乘以12]=1.001-0.012=0.989(V)根据(公式-4)ΔVT=(R1/R2)乘以(VOH-VOL)=(1000/1000000)乘以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。
3、迟滞比较器的基本知识
由于i-和i+很小，故有u=ui，u+=UREF。当输入电压ui 大于参考电压UREF时，集成 运放A工作于负饱和区，输 出电压uo等于-UG（实际电 路中，UOM稍小于UG）；当 ui<UREF时， A工作于正饱和 区， uo=UG。这样可得该电 路得电压传输特性曲线
单门限比较器
同相输入的单门限比较器
迟滞比较器的基本知识
一、单门限比较器
二、迟滞比较器（又称史密特触发器）
反相输入的单门限比较器 单门限比较器中的集 成运放处于开环工作状态， 由于集成运放的开环差模 电压增益Aud很高，故实 际电路中工作于线性区的 可能性很小，通常认为它 工作于正、负饱和区。
反相输入单门限比较器的电压传输特性曲线
/
迟滞比较器（又称史密特触发器）
反相输入的迟滞比较器
欲使电路状态发生转换 （集成运放由正饱和区转为 负饱和区），必须不断增大 / ui，直至满足条件 ui u
，
Rf R2 ui U REF UG R2 Rf R2 Rf
故，上门限电平
UTH=
Rf R2 U REF UG R2 Rf R2 Rf
迟滞比较器（又称史密特触发器）
反相输入的迟滞比较器 工作原理
（2）下门限电平UTL 当ui足够大时，A工作于负饱和区， uo=-UG。此时，同相输入端电位
// u
Rf R2 U REF UG R2 Rf R2 Rf
欲使A由负饱和区转为正饱和 区，必须不断减小ui，直至满足， 即 Rf R2 ui U REF UG R2 Rf R2 Rf 故，下门限电平UTL=
反相输入迟滞比较器 的电压传输特性
U T U TH U TL 2
迟滞比较器的工作原理
迟滞比较器的工作原理
迟滞比较器是一种电子设备，通常用于电路中的开关控制和电
压比较。
它的工作原理基于正反馈和负反馈的组合，以及基本的比
较器原理。
首先，让我们了解一下正反馈和负反馈。
正反馈是指当系统的
输出被馈入到输入端时，会增强输入信号的效果，导致系统进入饱
和状态。
而负反馈则是指输出被馈回到输入端，以抑制系统的增益，使系统更稳定。
迟滞比较器利用了这两种反馈机制。
当输入信号超过一个阈值时，迟滞比较器的输出会发生突变，这是因为它采用了正反馈。
一
旦输出发生变化，负反馈会将输出信号反馈回输入端，导致输入信
号降低，从而使输出保持在突变状态。
这种机制使得迟滞比较器在
输入信号在阈值附近波动时能够保持稳定的输出状态，从而避免了
频繁的开关行为。
另外，迟滞比较器还可以通过调节阈值电压和迟滞电压来实现
不同的功能。
阈值电压是指触发比较器输出变化的输入信号电压阈值，而迟滞电压则是指在输出状态保持不变之前必须超过的电压差。
通过调节这两个参数，可以实现对输出波形的控制，例如产生滞回特性或者延迟触发。
总的来说，迟滞比较器的工作原理是基于正反馈和负反馈的结合，利用阈值电压和迟滞电压来实现稳定的输出状态和灵活的控制功能。
它在电路设计中具有广泛的应用，例如在开关电源、电压监测和信号处理等方面发挥着重要作用。
迟滞比较器
44/101 8.3.2 迟滞比较器
问题的提出：对于控制系统，如温度控制系统，当温度控 制门限为单门限时，当环境温度与控制门限值接近，导致 空调控制系统频繁启动。如何解决？
Ui UR
R1 -
R2 +
Rf
Uo Uom
Uo
Ui
U
U1
引入正反馈起加 Uon 2
速输出电压变化
迟滞比较器：具有迟滞回环特性，输入电压的变化方向不 同，阈值电压也不同，但输入电压单调变化使输出电压只 跃变一次。
Rf U R R2 Rf
Uo Uom
下门限电压： U Σ 2
R2Uon R2 Rf
RfU R R2 Rf
U2 Uon
Ui U1
门限宽度：ΔU U Σ 1 - U Σ 2
R2 R2 Rf
(Uom -Uon )
小结： 1. 改变基准电压UR可改变上、下门限电压U1、 U2 ，
但不影响门限宽度U。 2. 改变正反馈系数R2/(R2+Rf),将影响U和 U1、 U2 。 3. Uom、Uon运放的正负饱和电压，可通过加限幅电路限制其值。
正弦波周期信号变换 为矩形波周期信号
零交叉检测
制作单位：北京交通大学电子信息工程学院 《模拟电子技术》课程组
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8.3.3 比较器的特点及应用
特点： 1.工作在开环或正反馈状态。 2.开关特性，因开环增益很大，比较器的输出只有高电
平 和低电平两个稳定状态。 3.非线性，因大幅度工作，输出和输入不成线性关系。
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应用：比较器主要用来对输入波形进行整形，可以将不 规则的输入波形整形为方波输出。
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Ui UR
迟滞比较器
迟滞比较器
1、电路结构
（1）因为引入正反馈，所以输出为饱和值。
（2）当uo＝Uom时：
（3）当uo＝－Uom时：
2、工作原理
ui>U+，输出为－Uom，此时，u+=U－。
输入信号由大变小时，小到比U－小一点时，输出跳变为Uom，此时，u+=U+。
ui<U－，输出为Uom，此时，u+= U+。
输入信号由小变大时，大到比U+大一点时，输出跳变为－Uom，此时，u+=U－。
由上分析可以看出，迟滞比较器有两个门限电压。
输入单方向变化试，输出只跳变一次。
输入由大变小时，对应小的门限电压；输入由小变大时，对应大的门限电压。
在两个门限电压之间，输出保持原来的输出。
电压传输特性如图所示。
3、门限宽度（回差）
U+——上门限，U-——下门限
门限宽度
△U↑→比较器灵敏度↓→抗干扰能力增强
△U与Uom、R1和R2有关。
4、举例
例在迟滞比较器的输入端加正弦波信号如图所示，画出输出波形。
分析：首先在输入波形中画两条平行于横轴的直线，ui＝U+和ui＝－U。
ui>U+，uo＝－Uom；输入由大变小时，门限电压为U－；ui 小到U－时，输出跳变成Uom。
ui<U－，uo＝Uom；输入由小变大时，门限电压为U+；ui大到U+时，输出跳变成－Uom。
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迟滞比较器单门限电压比较器虽然有电路简
单、灵敏度高等特点，但其抗干
扰能力差。
例如，在单门限电压v中含XX_01中，当比较器的图I有噪声或干扰电压时，其输入和所示，输出电压波形如图XX_01VvV附近出现干扰，由于在==REFthI VvV，导致将时而为，时而为OLOOH比较器输出不稳定。
如果用这个v去控制电机，将出现输出电压O频繁的起停现象，这种情况是不允许的。
提高抗干扰能力的一种方案是采用迟滞比较器。
．电路组成1迟滞比较器是一个具有迟滞回环所示为特性的比较器。
图XX_02aXX_01
图反相输入迟滞比较器原理电路，它是在反相输入单门限电压比较
器的基础上引入了正反馈网络，如其传输特性如图XX_02b所示。
Vv位置互换，就可组成将与REFI同相输入迟滞比较器。
(a)
2．门限电压的估算
由于比较器中的运放处于开环状态或正反馈状态，因此一般情况vv不下，输出电压与输入电压IO成线性关系，只有在输出电压发生跳变瞬间，集成运放两个输入(b) 端之间的电压才可近似认为等于图XX_02
零，即
（1）或
设运放是理想的并利用叠加原理，则有
（2）
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vVVVV和下门限电压的不同值（根据输出电压），可求出上门限电压或TOLOT+–OH分别为
（3）
（4）
门限宽度或回差电压为
（5）
，则由式(3)~(5)XX_02a所示，且可求得设电路参数如图
，和。
3．传输特性
开始讨论。
设从，和
vvv增加当由零向正方向增加到接近前，不变。
当一直保持IOI
vVvVV下跳到下跳到，到略大于。
再增加，，则同时使由POLOHOI
v保持不变。
O
vv不变，将始终保持只有当，则若减小，只要oI
V。
其传输特性如图XX_02b跳到所示。
时，才由OH v的变化而改变的。
由以上分析可以看出，迟滞比较器的门限电压是随输出电压o它的灵敏度低一些，但抗干扰能力却大大提高了
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