滞回比较器详解
反相滞回比较器的特点
反相滞回比较器的特点反相滞回比较器是一种常见的电路,它的主要作用是将输入信号与参考电压进行比较,从而输出高电平或低电平信号。
这种电路的特点是具有滞回特性,即当输入信号超过一定阈值时,输出信号会发生突变,从而实现了信号的判定和控制。
下面将从反相滞回比较器的原理、特点和应用三个方面进行详细介绍。
一、反相滞回比较器的原理反相滞回比较器的基本原理是利用运放的反相输入端和正相输入端之间的差异,将输入信号与参考电压进行比较,从而输出高电平或低电平信号。
具体来说,当输入信号大于参考电压时,反相输入端的电压高于正相输入端的电压,运放的输出端输出低电平信号;当输入信号小于参考电压时,反相输入端的电压低于正相输入端的电压,运放的输出端输出高电平信号。
这种电路的滞回特性是通过反馈电阻和二极管等元件实现的,当输出信号发生变化时,反馈电阻和二极管会对输入信号进行反馈,从而使得输出信号发生滞回。
1.具有高精度和高稳定性。
反相滞回比较器采用运放作为核心元件,具有高精度和高稳定性,能够实现精确的信号比较和控制。
2.具有滞回特性。
反相滞回比较器的滞回特性可以使得输出信号发生突变,从而实现信号的判定和控制。
这种特性在一些需要控制阈值的应用中非常有用。
3.具有广泛的应用范围。
反相滞回比较器可以应用于电子测量、自动控制、信号处理等领域,具有广泛的应用范围。
4.具有简单的电路结构。
反相滞回比较器的电路结构相对简单,易于实现和调试,成本较低。
5.具有较高的抗干扰能力。
反相滞回比较器采用差分输入方式,具有较高的抗干扰能力,能够有效地抵抗外界干扰信号。
三、反相滞回比较器的应用1.电子测量。
反相滞回比较器可以应用于电子测量中,用于比较输入信号与参考电压的大小,从而实现精确的测量和控制。
2.自动控制。
反相滞回比较器可以应用于自动控制系统中,用于控制阈值和判定输入信号的大小,从而实现自动控制和调节。
3.信号处理。
反相滞回比较器可以应用于信号处理中,用于比较输入信号与参考电压的大小,从而实现信号的滤波、放大和补偿等处理。
滞回比较器原理
滞回比较器原理滞回比较器是一种常见的电子元件,用于电子电路中比较两个电压的大小关系,并输出相应的信号。
它的原理基于滞回效应,通过设置阈值来判断输入信号的高低电平。
滞回比较器通常由一个比较器和一个正反馈网络组成。
比较器是一个电子元件,可以将输入信号与参考电压进行比较,并输出高电平或低电平的信号。
而正反馈网络则是为了引入滞回效应,使得比较器的输出信号在达到阈值后保持稳定的状态。
滞回比较器的工作原理如下:当输入信号的电压超过阈值电压时,比较器的输出信号会发生翻转,从高电平变为低电平或从低电平变为高电平。
而当输入信号的电压低于阈值电压时,比较器的输出信号保持不变。
这种在阈值电压上下产生不同输出的现象就是滞回效应。
滞回比较器在电子电路中有广泛的应用。
首先,它可以用作触发器,用于控制数字电路中的时序问题。
比如,在计数器中,滞回比较器可以用来检测计数值是否达到设定的阈值,从而触发相应的操作。
其次,滞回比较器也常用于电压检测和开关控制。
比如,在电源管理电路中,滞回比较器可以用来检测电池电压是否低于安全阈值,从而触发低电量警报或关闭设备。
除了以上应用,滞回比较器还可以用于信号整形和滤波。
在信号处理中,滞回比较器可以将输入信号转换为方波信号,从而方便后续的数字处理。
此外,滞回比较器还可以用于去除信号中的噪声和干扰,提高信号质量和可靠性。
要想实现一个滞回比较器,需要根据具体的应用需求来选择合适的比较器和正反馈网络。
比较器的选择要考虑工作电压范围、响应时间、功耗等因素,正反馈网络的设计要考虑阈值电压、滞回量和稳定性等因素。
此外,还需要注意信号的输入电平和输出电平的匹配,以确保整个电路的正常工作。
总结起来,滞回比较器是一种常见的电子元件,基于滞回效应来比较输入信号的电压大小。
它的工作原理是通过比较器和正反馈网络的相互作用来实现的。
滞回比较器在电子电路中有广泛的应用,如触发器、电压检测和开关控制、信号整形和滤波等。
在设计滞回比较器时,需要考虑比较器和正反馈网络的选择和设计,以及输入输出电平的匹配。
滞回比较器电路
滞回比较器电路一、引言滞回比较器电路是一种常见的电子电路,它可以将输入信号与参考电压进行比较,并输出高或低电平信号。
在实际应用中,滞回比较器电路被广泛用于模拟信号处理、数字信号处理、自动控制等领域。
二、滞回比较器的基本原理滞回比较器的基本原理是利用正反馈作用实现的。
当输入信号超过参考电压时,输出端产生高电平信号;当输入信号低于参考电压时,输出端产生低电平信号。
在这个过程中,通过控制反馈路径和正反馈路径之间的阈值差值来实现滞回特性。
三、滞回比较器的基本结构滞回比较器通常由一个比较器和一个正反馈网络组成。
其中,比较器可以采用运算放大器或者其他集成芯片实现;正反馈网络则由一个或多个阻抗元件和一个开关元件组成。
四、常见的滞回比较器结构1. 双向滞回比较器:双向滞回比较器是一种具有两个阈值水平的滞回比较器。
它可以将输入信号与两个参考电压进行比较,并输出高或低电平信号。
在实际应用中,双向滞回比较器常用于模拟信号处理和自动控制系统中。
2. 单向滞回比较器:单向滞回比较器是一种具有一个阈值水平的滞回比较器。
它可以将输入信号与一个参考电压进行比较,并输出高或低电平信号。
在实际应用中,单向滞回比较器常用于数字信号处理和自动控制系统中。
五、滞回比较器的应用1. 模拟信号处理:在模拟信号处理领域,滞回比较器被广泛应用于振荡电路、滤波电路、幅度限制电路等方面。
例如,在振荡电路中,可以利用双向滞回比较器实现正弦波振荡;在幅度限制电路中,可以利用单向滞回比较器对输入信号进行限幅处理。
2. 数字信号处理:在数字信号处理领域,滞回比较器被广泛应用于数据转换、数字调制解调等方面。
例如,在数据转换中,可以利用双向滞回比较器将模拟量转换为数字量;在数字调制解调中,可以利用单向滞回比较器对数字信号进行解调处理。
3. 自动控制:在自动控制领域,滞回比较器被广泛应用于温度控制、电压控制、电流控制等方面。
例如,在温度控制中,可以利用双向滞回比较器实现温度的精确控制;在电压控制中,可以利用单向滞回比较器实现电压的稳定输出。
滞回比较器原理
滞回比较器原理
滞回比较器是一种电子设备,主要用于比较两个电压信号的大小,并根据比较结果输出高或低电平信号。
滞回比较器的原理是通过正反馈来达到滞回效果,即输出信号在输入信号改变方向时,需要经过一个特定的阈值才能改变状态。
滞回比较器通常由一个差分放大器和一个参考电压源组成。
差分放大器根据输入信号的差异来控制输出信号,参考电压源则用于设置一个固定的阈值。
当输入信号大于阈值时,输出信号为高电平;当输入信号小于阈值时,输出信号为低电平。
滞回比较器的关键在于它的正反馈作用,这意味着一旦输出状态改变,它会继续保持新的状态,即使输入信号回到阈值附近也不会改变。
这种滞回效应可以避免输入信号的噪声导致频繁的输出状态变化,提高系统的稳定性。
滞回比较器广泛应用于模拟电路和数字电路中,常见的应用包括报警系统、自动控制系统、电力电子等。
它可以根据输入信号的特性,产生相应的输出信号,用于触发其他设备或控制电路的操作。
总之,滞回比较器通过正反馈原理和阈值设置,实现了对输入信号的比较和输出控制。
它在电子系统中具有重要的作用,能够提高系统的稳定性和可靠性。
电路中的滞回与比较器
电路中的滞回与比较器在电子学中,滞回是指当输入信号经过一个特定的电路后,输出信号的响应呈现出一种非线性的特性。
而比较器是一种将输入电压与某一个标准电压进行比较,并输出高电平或低电平的电路。
本文将介绍滞回现象与比较器的工作原理以及应用。
一、滞回现象滞回现象在日常生活中也有很多实例,比如温控器中的滞回现象使得温度在达到设定值后不会立即停止加热或制冷,而会有一段时间的延迟。
在电路中,滞回现象是由于非线性元件(如二极管、变压器等)或者反馈回路的存在造成的。
在滞回现象中,输入信号的变化与输出信号的变化之间存在一定的差异以及延迟。
当输入信号从低电平逐渐增加到高电平时,输出信号不会立即跟随上升,而是在一段电压范围内保持不变,称为上升滞回。
同样地,当输入信号从高电平逐渐降低到低电平时,输出信号也不会立即跟随下降,而是在一段电压范围内保持不变,称为下降滞回。
滞回现象使得电路具有一定的记忆性能,有助于稳定和控制系统。
二、比较器的工作原理比较器是一种常见的电路元件,它能够将输入信号与某一参考电压进行比较,并输出相应的高电平或低电平信号。
比较器一般由一个运放和一些外围元件组成,如负反馈电阻、正反馈电阻等。
当输入信号大于参考电压时,比较器的输出信号会变为高电平。
而当输入信号小于参考电压时,比较器的输出信号则变为低电平。
通过这种方式,比较器能够对输入信号进行被动比较,从而实现不同电压范围的判断和控制。
三、比较器的应用比较器作为一种常用的电路元件,被广泛应用于各个领域。
其中一个典型的应用是在模拟转数字转换电路(ADC)中,比较器用于将模拟输入信号与参考电压进行比较,从而将模拟信号转换为数字信号。
比较器还被用于电压检测和电压比较,以及模拟信号的门限控制和判断。
对于电池管理电路,比较器可以用于判断电池的电压是否低于某一门槛值,从而提醒用户更换电池。
此外,比较器也常用于信号处理领域中的阈值检测、波形整形以及触发器的设计等。
通过合理地选择参考电压和外围元件的参数,比较器能够实现不同应用场景下的各种功能。
滞回比较器的工作原理
滞回比较器的工作原理
1、同相滞回比较器:当输入的比较电压相对于参考点电压的大小,如果大于参考点,则输出高电平,反之则输出低电平。
2、反相滞回比较器:电路接法是参考点位来自本比较器的输出端,并接在同相端,输入信号接在反相端。
当输入电压大于参考电压时,输出低电位;输出端输出低电位,参考电压也随之变得更低,当输入电压降低时,只有降到低于这个更低参考点位后,比较器是输出才能变成高电平输出。
扩展资料:
比较器的输入接在同相输入端还是反相输入端,这将决定输出电压值与输入电压之间的关系。
虽然比较器有同相和反相两个输入端,但因为其内部没有相位补偿电路,所以,如果接入负反馈,电路不能稳定工作。
内部无相位补偿电路,这也是比较器比运放速度快很多的主要原因。
不论是反相的还是同相的滞回比较器,在现实生活中都有具体的应用,除了空调的温度设定,如高于某温度就启动,低于某温度停止就可以根据比较器比较的电压信号大小来判断并运作。
滞回比较器又称施密特触发器
在单限比较器中,输入电压在阈值电压附近的任何微小变化,都会引起输出电压的跃变,不管这种电压是来自输入信号还是外部干扰。
因此,虽然单限比较器很灵敏,但是抗干扰能力差,滞回比较器具有滞回特性,即具有惯性,因而也就具有一定的抗干扰能力。
滞回比较器又称施密特触发器,迟滞比较器。
这种比较器的特点是当输入信号ui逐渐增大或逐渐减小时,它有两个阈值,且不相等,其传输特性具有“滞回”曲线的形状。
滞回比较器也有反相输入和同相输入两种方式。
UR是某一固定电压,改变UR值能改变阈值及回差大小。
以图4(a)所示的反相滞回比较器为例,计算阈值并画出传输特性图4 滞回比较器及其传输特性 66666(a)反相输入;(b)同相输入1,正向过程正向过程的阈值为形成电压传输特性的abcd段2,负向过程负向过程的阈值为形成电压传输特性上defa段。
由于它与磁滞回线形状相似,故称之为滞回电压比较器。
利用求阈值的临界条件和叠加原理方法,不难计算出图4(b)所示的同相滞回比较器的两个阈值两个阈值的差值ΔUTH=UTH1–UTH2称为回差。
由上分析可知,改变R2值可改变回差大小,调整UR可改变UTH1和UTH2,但不影响回差大小。
即滞回比较器的传输特性将平行右移或左移,滞回曲线宽度不变。
图5 比较器的波形变换(a)输入波形;(b)输出波形例如,滞回比较器的传输特性和输入电压的波形如图6(a)、(b)所示。
根据传输特性和两个阈值(UTH1=2V, UTH2=–2V),可画出输出电压uo的波形,如图6(c)所示。
从图(c)可见,ui在UTH1与UTH2之间变化,不会引起uo的跳变。
但回差也导致了输出电压的滞后现象,使电平鉴别产生误差。
图6 说明滞回比较器抗干扰能力强的图(a)已知传输特性;(b)已知ui 波形;(c)根据传输特性和ui波形画出的uo波形因为矩形波电压只有两种状态,不是高电平,就是低电平,所以电压比较器是它的重要组成部分;因为产生振荡,就是要求输出的两种状态自动地相互转换,所以电路中必须引入反馈;因为输出状态应按一定的时间间隔交替变化,即产生周期性变化,所以电路中要有延迟环节来确定每种状态维持的时间。
滞回比较器计算
滞回比较器是一种具有滞回特性的比较器电路,它在输入信号跨越某一阈值时能够产生一个输出信号,并且当输入信号回到阈值以下时,输出信号不会立即消失,而是需要一定的时间才能恢复到原始状态。
滞回比较器通常用于消除电路中的噪声和干扰,提高电路的稳定性。
滞回比较器的计算主要包括阈值电压和滞回区宽度的确定。
阈值电压是输入信号达到或超过该电压时,比较器输出发生跳变的电压值。
滞回区宽度是当输入信号在阈值电压附近波动时,输出信号保持不变的最大范围。
在实际应用中,滞回比较器的计算需要考虑电路参数、电源电压、温度等因素的影响。
通常需要根据设计要求和实际情况,通过调整电路参数来获得最佳的性能指标。
同时,为了减小误差和提高精度,还需要对滞回比较器进行校准和补偿。
总的来说,滞回比较器的计算需要根据具体的应用场景和需求进行设计和优化,以确保其具有较好的性能指标和稳定性。
滞回比较器电路
滞回比较器电路1. 介绍滞回比较器电路是一种常用的电子电路,用于比较输入信号与参考信号的大小。
它具有两个输出状态,当输入信号超过一定阈值时,输出为高电平;当输入信号低于另一个阈值时,输出为低电平。
滞回比较器电路可应用于许多领域,如自动控制、通信系统、传感器等。
2. 滞回比较器电路原理滞回比较器电路的原理主要基于正反馈作用。
它包括一个比较器和一个正反馈网络。
2.1 比较器比较器是滞回比较器电路的核心部分,通常由一个差分放大器构成。
差分放大器比较输入信号与参考信号的大小,并输出一个差分信号。
2.2 正反馈网络正反馈网络负责将比较器的输出信号反馈到其输入端,以增强正负阈值的差异。
一般情况下,正反馈网络由电阻和电容组成。
3. 滞回比较器电路工作原理滞回比较器电路的工作原理可以通过以下步骤来解释:3.1 初始状态滞回比较器电路的初始状态下,输入信号与参考信号均为低电平。
此时,比较器的输出为低电平。
3.2 输入信号上升当输入信号上升并超过正阈值时,比较器的输出会由低电平切换为高电平。
同时,正反馈网络开始将输出信号反馈到比较器的输入端。
由于正反馈的作用,输入信号需要上升到更高的阈值才能继续保持输出为高电平。
3.3 输入信号下降如果输入信号下降并低于负阈值,比较器的输出会由高电平切换为低电平。
正反馈网络则将输出信号反馈回比较器的输入端。
同样,由于正反馈的作用,输入信号需要下降到更低的阈值才能继续保持输出为低电平。
3.4 滞回特性滞回比较器电路的滞回特性表现在阈值的差异上。
正阈值和负阈值之间的差异由正反馈网络的参数决定。
当滞回特性很强时,输入信号必须超过较高的阈值才能使输出切换状态。
4. 滞回比较器电路的应用滞回比较器电路在许多领域中都有广泛的应用。
4.1 自动控制滞回比较器电路可用于自动控制系统中的开关电路。
当输入信号超过预设阈值时,输出信号可触发控制器执行相应的操作。
4.2 通信系统滞回比较器电路可用于通信系统中的数字信号处理。
什么是滞回比较器
什么是滞回比较器滞回比较器又称施密特触发器,迟滞比较器。
这种比较器的特点是当输入信号ui逐渐增大或逐渐减小时,它有两个阈值,且不相等,其传输特性具有“滞回”曲线的形状。
长期以来,模拟比较器的使用一直处在它的“同伴”――运算放大器的阴影之中。
关于于比较器滞回的讨论需要从“滞回”的定义开始,与许多其它技术术语一样,“滞回”源于希腊语,含义是“延迟”或“滞后”,或阻碍前一状态的变化。
工程中,常用滞回描述非对称操作,比如,从A到B和从B到A是互不相同。
在磁现象、非可塑性形变以及比较器电路中都存在滞回。
绝大多数比较器中都设计带有滞回电路,通常滞回电压为5mV到10mV。
内部滞回电路可以避免由于输入端的寄生反馈所造成的比较器输出振荡。
但是内部滞回电路虽然可以使比较器免于自激振荡,却很容易被外部振幅较大的噪声淹没。
用带有内部滞回电路的比较器代替开环运算放大器能够抑制输出的频繁跳变和振荡。
或在比较器的正反馈电路中增加外部滞回电路,正反馈的作用是确保输出在一个状态到另一个状态之间快速变化,使比较器的输出的模糊状态时间达到可以运算放大器在开环状态下可以用作比较器,但是一旦输入信号中有少量的噪声或干扰,都将会在两个不同的输出状态之间产生不期望的频繁跳变。
用带有内部滞回电路的比较器代替开环运算放大器能够抑制输出的频繁跳变和振荡。
或在比较器的正反馈电路中增加外部滞回电路,正反馈的作用是确保输出在一个状态到另一个状态之间快速变化,使比较器的输出的模糊状态时间达到可以忽略的水平,如果在正反馈中加入滞回电路可减缓这种频繁跳变。
首先,看一下比较器的传输特性。
图2-1所示是内部没有滞回电路的理想比较器的传输特性,图2-2所示为实际比较器的传输特性。
从图2-1可以看出,实际电压比较器的输出是在输入电压(VIN)增大到2mV时才开始改变。
滞回比较器部分如图2.2在任意电平比较器中,如果将集成运放的输出电压通过反馈支路加到同相输入端,形成正反馈,就可以构成滞回比较器,所示。
滞回比较器和方波发生器原理讲解
滞回比较器和方波发生器原理讲解运放应用于比例运算时,处于深度负反馈状态,虚短条件始终成立,不用特别关注开环放大倍数;而运放构成滞回(比较器)时,处于正反馈工作状态,正是利用了开环放大倍数很大的特点,使运放在最大输出和最小输出之间跃变。
正反馈是一个加速过程,将使输出边沿变得陡峭。
滞回比较器也称迟滞比较器,它的传输特性曲线类似交流铁心线圈中铁心被磁化而呈现的磁滞回线,和(数字电路)中由门电路构成的施密特触发器有相同的作用,可用于波形整形、变换、发生及消除输入(信号)中干扰,是很有用的电路。
先从比较参考电位为零电位的电路开始了解,如图一所示。
图一同相端引入参考零点的滞回比较器图一所示滞回比较器中,输入信号经电阻R3接入反相端,参考零点经R1接至同相端。
输出Uo经R2连接到同相端,形成正反馈(网络)。
其输出跃变发生在Up=Un时刻,此时输入Ui对应的值就是阈值。
因输出有±Uz两种值,在正反馈作用下,就有两个阈值,从Ui 增加方向看,是一个阈值为Ut+的比较器;从Ui减小方向看,是一个阈值为Ut-的比较器。
该电路的本质是输出跃变瞬间,比较器阈值也随之改变。
Uo=+Uz时,Up=R1/(R1+R2)*Uz ;在Ui=Un=Up且增大时,发生负向跃变,对应的阈值Ut+=R1/(R1+R2)*Uz;Uo=-Uz时,Up=-R1/(R1+R2)*Uz;在Ui=Un=Up且减小时,发生正向跃变,对应阈值Ut- = -R1/(R1+R2)*Uz ;该滞回比较器的传输特性如图一右侧所示。
应用图一所示滞回比较器,当使输入Ui随时间自动递增和递减时,比较器输出就会在两个阈值点不断跃变,就能构成一个方波发生器,如图二所示。
图二方波发生器该方波发生器由图一比较器加R1C反馈延时网络构成。
输出Uo 经电阻R1引至反相端,比较器输入信号取自与R1串联的(电容)C,使输出影响输入,输入又反过来影响输出,如此反复不断。
又因电容充放电为同一回路,就形成了占空比为50%的方波,方波周期T=2R1C*ln(1+2R2/R3);图三反相端接参考零点的滞回比较器图三为另一种基本滞回比较器,与图一比较器不同的是,图三的反相端接参考零点,输入信号经电阻R2进入同相端;Up=Un=0时的输入Ui即为阈值,可通过叠加原理计算Up,进而得到这种滞回比较器的两个阈值Ut1、Ut2 。
滞回比较器原理
滞回比较器原理
滞回比较器是一种常用的电子元件,它在电子电路中起着重要的作用。
滞回比
较器的原理和应用十分广泛,下面我们将对滞回比较器的原理进行详细介绍。
滞回比较器是一种特殊的比较器,它具有滞回特性,即当输入信号超过一定阈
值时,输出状态发生改变,并在输入信号回到另一阈值时才恢复原状态。
这种特性使得滞回比较器在数字电路中具有重要的应用,例如在开关电路、触发器、振荡器等电路中起着关键作用。
滞回比较器的原理主要是基于正反馈回路的作用。
当输入信号超过阈值时,输
出状态发生改变,这种改变会通过正反馈回路影响输入端的信号,使得输入信号在回到另一阈值时才能使输出状态恢复。
这种正反馈回路的作用使得滞回比较器具有了滞回特性,从而实现了对输入信号的比较和判别。
在电路设计中,滞回比较器的原理可以通过运算放大器和反馈电阻来实现。
通
过合理选择反馈电阻和阈值电压,可以实现滞回比较器的不同工作状态和滞回特性。
这种设计灵活性使得滞回比较器可以适用于不同的电子电路中,满足不同的设计要求。
滞回比较器的原理应用非常广泛,例如在数字信号处理中,可以用来实现信号
的比较和判别;在电源管理电路中,可以用来实现电压的监测和控制;在通信系统中,可以用来实现信号的检测和解调。
滞回比较器的原理在实际应用中发挥着重要作用,为电子电路的设计和应用提供了便利。
总之,滞回比较器是一种重要的电子元件,它具有滞回特性,通过正反馈回路
实现对输入信号的比较和判别。
滞回比较器的原理应用非常广泛,可以适用于不同的电子电路中,满足不同的设计要求。
希望本文对滞回比较器的原理有所帮助,谢谢阅读!。
集成电压比较器 滞回比较器
集成电压比较器滞回比较器
集成电压比较器是一种电子元件,它可以将两个输入电压进行比较,并输出一个数字信号,表示哪个输入电压更高或更低。
滞回比较器是一种特殊的电压比较器,它具有迟滞特性,可以避免在输入电压接近阈值时产生频繁的切换。
集成电压比较器通常由运算放大器和一些附加电路组成。
运算放大器用于比较两个输入电压的大小,并输出一个数字信号。
附加电路可以提供迟滞特性,以避免在输入电压接近阈值时产生频繁的切换。
滞回比较器的工作原理是基于迟滞特性。
当输入电压超过阈值时,输出信号会发生切换,但当输入电压下降到阈值以下时,输出信号不会立即切换回来,而是会保持在原来的状态,直到输入电压再次超过阈值。
这种迟滞特性可以避免在输入电压接近阈值时产生频繁的切换,从而提高了比较器的稳定性和抗干扰能力。
集成电压比较器广泛应用于电子电路中,例如模数转换器、过压保护电路、电源管理电路等。
滞回比较器则常用于振荡器、波形发生器、定时器等电路中。
在选择集成电压比较器时,需要考虑其精度、速度、功耗、输入范围等因素。
同时,还需要考虑其是否具有迟滞特性以及迟滞量的大小。
滞回比较器的迟滞量通常可以通过外部电阻进行调整,以满足不同的应用需求。
滞回比较器
滞回比较器
滞回比较器有同相输入和反相输入两种方式。
图1所示为反相输入滞回比较器,电路中参考电压V REF接在同相端,输入信号vS为被比较电压,由反相端加入,运放输出vO
经反馈电阻Rf接回到同相端构成正反馈。
图1由叠加原理可得运放同相输入端的电压为
当vO=VOH时,vP=VTH,VTH称为上触发电平;当vO=VOL时, vP=VTL,VTL称为下触发电平。
当输入电压变化时,比较器输出电压是如何变化呢?假设vS<VTL,则一定有vN<VP,因此vO =VOH,vP=VTH,只有当输入电压增大到大于VTH时,输出电压vO才会从VOH 跃变到VOL。
同理,若vS>VTH,则一定有vN>VP,因此vO=VOL,vP=VTL,只有当输入电压增大到小于VTL时,输出电压vO才会从VOL跃变到VOH。
可见,输出电压的变化具有方向性,电压传输特性如图2所示。
图2同相滞回比较器如图3所示,不难分析其电压传输特性如图4所示。
图3
图4
从滞回比较器电压传输特性可知,它有一个十分重要的特性:回差特性。
从其电压传输特性上可以看出,电路由低电平翻转到高电平所需的触发电平VTH,和由高电平翻转到低电平所需的触发电平VTL不一致。
这两个触发电平之差称回差电压(简称回差)。
回差是滞回比较器的固有特性,它的大小可以通过有关电阻调节。
回差电压越大,电路越不易误触发,即抗干扰能力越强。
电路基础原理解惑滞回比较器的工作原理和应用
电路基础原理解惑滞回比较器的工作原理和应用电路是现代生活中不可或缺的一部分,它们广泛应用于各个领域。
其中,滞回比较器是一种重要的电路组件,其在电子设备、自动控制系统和通信系统中起着重要的作用。
本文将讨论滞回比较器的工作原理和应用。
滞回比较器是一种电子电路,用于比较两个电压信号的大小。
它基于电压比较器(也被称为比较器)的原理,但通过引入滞回来增加其稳定性和可靠性。
滞回是指在信号超过一定阈值时,输出保持不变直到信号降到另一个设定的阈值。
这种滞回特性使得滞回比较器非常适用于噪声环境下的信号处理。
滞回比较器的工作原理可以简单地描述为:1. 输入信号与参考电压进行比较。
2. 如果输入信号超过上阈值,则输出保持高电平。
3. 如果输入信号低于下阈值,则输出保持低电平。
4. 当输入信号在两个阈值之间变化时,输出状态保持不变。
滞回比较器的应用范围广泛,下面将介绍一些常见的应用领域。
1. 模拟电子设备中的自动控制系统:滞回比较器通常用于自动控制系统中的电压等级检测和电压门限控制。
例如,在电源管理中,滞回比较器可以用来检测电池电压是否低于某个阈值,从而触发报警或关闭不必要的装置。
2. 通信系统中的信号处理:滞回比较器在通信接收机中起着重要作用,特别是在抑制噪声和增强信号质量方面。
它可以用来提取出满足特定条件的信号,以实现更稳定和可靠的通信。
3. 仪器和测量设备:滞回比较器在仪器和测量设备中的应用也非常广泛。
例如,在温度测量中,滞回比较器可以用来检测温度是否超过设定的阈值,并触发相应的报警或控制动作。
4. 电子游戏和音响设备:滞回比较器在电子游戏和音响设备中的应用也相当丰富。
它可以用于检测游戏控制器的按键动作,或者在音频信号处理中用来控制音量的增强或削弱。
总之,滞回比较器在电路设计中扮演着重要的角色。
它的工作原理简单,但却具有重要的功能和应用。
通过引入滞回特性,滞回比较器能够在噪声环境下提供稳定的输出和可靠的信号处理。
理解滞回比较器 -回复
理解滞回比较器-回复滞回比较器是一种常见的模拟电路元件,用于将输入信号与预设的参考电压进行比较,并输出高或低电平信号。
它可用于电压比较、数字信号转换、开关控制等应用。
本文将详细介绍滞回比较器的原理、工作方式和常见应用。
第一部分:原理和结构滞回比较器由比较器、正反馈电路和参考电压三部分组成。
# 比较器比较器是滞回比较器的核心部分,它接收输入信号和参考电压,并根据二者之间的关系输出高或低电平信号。
比较器通常由差分放大器构成,包括两个输入端和一个输出端。
差分放大器通过对输入信号进行放大并相减,得到输入信号和参考电压的差值,然后将差值反馈到输出端。
根据差值的正负,输出端产生高电平或低电平信号。
# 正反馈电路正反馈电路为滞回比较器引入滞回特性。
它将比较器的输出信号通过正反馈回馈到比较器的某个输入端。
当输出信号从低电平变为高电平时,经过正反馈的放大器将进一步提高该输入端的电压,从而加大输出的高电平信号。
反之,当输出信号从高电平变为低电平时,正反馈电路也会减小该输入端的电压,进一步降低输出的低电平信号。
通过正反馈,滞回比较器实现了滞回特性。
当输入信号超过一定阈值时,输出信号会从一个极限状态迅速切换到另一个极限状态。
这种滞回特性使得滞回比较器对于噪声和波形畸变具有较好的抗干扰能力。
# 参考电压参考电压是滞回比较器的参考基准,用于确定输入信号与之进行比较。
参考电压可以通过调整电路中的稳压器或电位器来设定。
根据参考电压的不同,滞回比较器可以实现不同的功能。
例如,当参考电压设定为一个固定值时,滞回比较器可以用作电压比较器,用于判断输入信号是否超过设定的阈值。
当参考电压设定为一个变化的波形时,滞回比较器可以用作数字信号转换器,将输入信号转换为离散的高低电平信号。
第二部分:工作原理和信号处理滞回比较器的工作原理可以通过信号处理的过程来解释。
# 信号比较首先,输入信号和参考电压经过比较器进行比较。
当输入信号大于参考电压时,比较器输出高电平;当输入信号小于参考电压时,比较器输出低电平。
滞回比较器解析
滞回比较器2009-03-19 10:19:15| 分类:学习中|字号订阅长期以来,关于比较器滞回的讨论需要从“滞回”的定义开始, 与许多其它技术术语一样, “滞回”源于希腊语, 含义是“延迟”或“滞后”, 或阻碍前一状态的变化。
工程中, 常用滞回描述非对称绝大多数比较器中都设计带有滞回电路, 通常滞回电压为5mV到10mV。
内部滞回电路可以避免由于输入端的寄生反馈所造成的比较器输出振荡。
但是内部滞回电路虽然可以使比较器免于自激振荡, 却很容易被外部振幅较大的噪声淹没。
这种情况下需要增加外部滞回, 以提高系统的抗干扰性能。
首先, 看一下比较器的传输特性。
图1所示是内部没有滞回电路的理想比较器的传输特性, 图2所示为实际比较器的传输特性。
从图2可以看出, 实际电压比较器的输出是在输入电压(VIN)增大到2mV时才开始改变。
图1. 理想比较器的传输特性图2. 实际比较器的传输特性运算放大器在开环图3. 无滞回电路时比较器输出的模糊状态和频繁跳变举个例子, 考虑图4所示简单电路, 其传输特性如图5所示。
比较器的反相输入电压从0开始线性变化,由分压电阻R1、R2构成正反馈。
当输入电压从1点开始增加(图6), 在输入电压超过同相阈值VTH+ = VCCR2/(R1 + R2)之前, 输出将一直保持为VCC。
在阈值点, 输出电压迅速从VCC跳变为VSS,因为, 此时反相端输入电压大于同相端的输入电压。
输出保持为低电平, 直到输入经过新的阈值点5 ,VTH- = VSSR2/(R1 + R2)。
在5点, 输出电压迅速跳变回VCC, 因为这时同相输入电压高于反相输入电压。
图4. 具有滞回的简单电路图5. 图4电路的传输特性图6. 图4电路的/输出电压波形图4所示电路中的输出电压VOUT与输入电压VIN的对应关系表明, 输入电压至少变化2VTH时, 输出电压才会变化。
因此, 它不同于图3的响应情况(放大器无滞回), 即对任何小于2VTH的噪声或干扰都不会导致输出的迅速变化。
理解滞回比较器
理解滞回比较器滞回比较器是一种电路,它可以将输入信号与一个预先设定的阈值进行比较,并输出高电平或低电平的信号。
它主要用于电压比较、电压判断和触发等应用中。
滞回比较器的工作原理是基于滞回特性。
滞回特性又称为迟滞特性,指的是比较器在输出状态改变之前,对输入信号必须越过一个阈值才能触发。
而在输出状态改变后,输入信号不论增加或减小,都不会触发输出状态的改变。
这种特性使得滞回比较器在实际应用中非常重要。
滞回比较器的应用非常广泛。
例如,在模拟电子系统中,滞回比较器常用于阈值判断、振荡器、触发电路、比较电路等。
在数字电子系统中,滞回比较器常用于电平转换、触发延时、A/D转换、数字信号处理中的噪声过滤等。
滞回比较器的设计可以基于各种电子元件,如晶体管、操作放大器、比较器芯片等。
其中,以操作放大器作为基本元件的滞回比较器常常被应用。
下面将以操作放大器为例,介绍滞回比较器的设计和工作原理。
滞回比较器的基本电路由一个操作放大器、两个反馈电阻和一个正馈电阻组成。
其中,一个反馈电阻通过连接到操作放大器的负输入端,另一个反馈电阻通过连接到操作放大器输出端。
正馈电阻连接到操作放大器的正输入端。
输入信号通过连接到操作放大器的负输入端。
在滞回比较器中,输入信号通过操作放大器的负输入端并与参考电压进行比较。
如果输入信号高于参考电压,则操作放大器的输出会变为高电平;反之,如果输入信号低于参考电压,则操作放大器的输出会变为低电平。
这种输出电平的改变是滞回特性的结果。
滞回比较器的输出状态将保持不变,直到输入信号跨过滞回比较器的另一个阈值。
当输入信号从高电平降到低电平时,输出状态将保持不变,直到输入信号降低到比参考电压低一个阈值;反之,当输入信号从低电平升到高电平时,输出状态将保持不变,直到输入信号升高到比参考电压高一个阈值。
通过调整滞回比较器的阈值和滞回量,可以使得滞回比较器适应各种应用需求。
阈值决定了输入信号与参考电压的比较条件,而滞回量决定了输出状态的稳定性。
理解滞回比较器 -回复
理解滞回比较器-回复理解滞回比较器(Hysteresis Comparator)作为一种重要的电子元器件,滞回比较器在电路设计、开关控制、传感器和通信系统等领域都有广泛的应用。
本文将一步一步地解释滞回比较器的原理、功能和应用,并探讨其特性和设计考虑。
第一部分:滞回比较器的原理滞回比较器是一种基于电压比较的电路,常用于将一个输入电压信号与一个参考电压进行比较,并输出高电平或低电平信号。
滞回(Hysteresis)一词表示在输入信号发生变化时,输出信号具有一定的滞后和迟滞。
滞回比较器的核心部分是一个差分放大器,它对输入信号和参考电压进行放大并比较。
差分放大器由一个运算放大器(Operational Amplifier)和一对电阻组成,其中一个电阻与输入信号相连,另一个电阻与参考电压相连。
当输入信号超过参考电压时,差分放大器输出高电平(通常为Vcc),意味着输出信号与参考电压相比为高电平。
当输入信号低于参考电压时,差分放大器输出低电平(通常为GND),意味着输出信号与参考电压相比为低电平。
第二部分:滞回比较器的功能滞回比较器具有两个主要功能:防止输出的抖动和提供无死区的阈值控制。
抖动是指输入信号在参考电压附近的微小波动。
在普通比较器中,由于输入信号处在参考电压附近时,输出信号可能会不断切换,导致电路产生抖动。
而滞回比较器通过设置滞回阈值,在输入信号接近参考电压时,输出信号保持不变,从而消除抖动。
无死区的阈值控制是指输入信号必须经过一定的变化量,输出信号才能切换状态。
滞回比较器的滞回阈值可以通过调整电路中的电阻值来控制,因此可以实现无死区的阈值控制。
这种特性在开关控制和传感器设计中非常有用,可以减少误触发和干扰。
第三部分:滞回比较器的应用滞回比较器在电路设计中有广泛的应用。
以下是一些常见的应用场景:1. 电压参考和阈值判断:滞回比较器可用于将一个变化的输入电压与一个参考电压进行比较,并输出高电平或低电平信号,实现电压的参考和阈值判断。
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滞回比较器
关于比较器滞回的讨论需要从“滞回”的定义开始, 与许多其它技术术语一样, “滞回”源于希腊语, 含义是“延迟”或“滞后”, 或阻碍前一状态的变化。
工程中, 常用滞回描述非对称
绝大多数比较器中都设计带有滞回电路, 通常滞回电压为5mV到10mV。
内部滞回电路可以避免由于输入端的寄生反馈所造成的比较器输出振荡。
但是内部滞回电路虽然可以使比较器免于自激振荡, 却很容易被外部振幅较大的噪声淹没。
这种情况下需要增加外部滞回, 以提高系统的抗干扰性能。
首先, 看一下比较器的传输特性。
图1所示是内部没有滞回电路的理想比较器的传输特性, 图2所示为实际比较器的传输特性。
从图2可以看出, 实际电压比较器的输出是在输入电压(VIN)增大到2mV时
才开始改变。
图1. 理想比较器的传输特性
图2. 实际比较器的传输特性
运算放大器在开环
图3. 无滞回电路时比较器输出的模糊状态和频繁跳变
举个例子, 考虑图4所示简单电路, 其传输特性如图5所示。
比较器的反相输入电压从0开始
线性变化,
由分压电阻R1、R2构成正反馈。
当输入电压从1点开始增加(图6), 在输入电压超过同相阈值VTH+ = VCCR2/(R1 + R2)之前, 输出将一直保持为VCC。
在阈值点, 输出电压迅速从VCC跳变为VSS,
因为, 此时反相端输入电压大于同相端的输入电压。
输出保持为低电平, 直到输入经过新的阈值点
5 ,
VTH- = VSSR2/(R1 + R2)。
在5点, 输出电压迅速跳变回VCC, 因为这时同相输入电压高于反相输
入电压。
图4. 具有滞回的简单电路
图5. 图4电路的传输特性
图6. 图4电路的/输出电压波形
图4所示电路中的输出电压VOUT与输入电压VIN的对应关系表明, 输入电压至少变化2VTH时, 输出电压才会变化。
因此, 它不同于图3的响应情况(放大器无滞回), 即对任何小于2VTH的噪声或干扰都不会导致输出的迅速变化。
在实际应用中, 正、负电压的阈值可以通过选择适合的反馈设置。
其它设置可以通过增加不同阈值电压的滞回电路获得。
图7电路使用了两个MOSFET和一个电阻网络调节正负极性的阈值。
与图4所示比较器不同, 电阻反馈网络没有加载到负载环路, 图8给出了输入
信号变化时的输出响应。
图7. 通过外部MOSFET和电阻构成滞回电路
图8. 图7电路的输入/输出电压波形
比较器内部的输出配置不同, 所要求的外部滞回电路也不同。
例如, 具有内部上拉电阻的比较
器,
可以在输出端和同相输入端直接加入正反馈电阻。
输入分压网络作用在比较器的同相输入端, 反相输入电压为一固定的参考电平(如图9)。
图9. 在带有上拉电阻的比较器中加滞回电路
如上所述, 具有内部滞回的比较器提供两个门限:一个用于输入上升电压(VTHR),一个用于检测输入下降电压(VTHF), 对应于图8的VTH1和VTH2。
两个门限的差值为滞回带(VHB)。
当比较器的输入电压相等时, 滞回电路会使一个输入迅速跨越另一输入, 从而使比较器避开产生振荡的区域。
图10所示为比较器反相输入端电压固定, 同相输入端电压变化时的工作过程,交换两个输入可以得到相似波形, 但是输出
电压极性相反。
图10. 图9电路的输入/输出电压波形
根据输出电压的两个极限值(两个电源摆幅), 可以很容易地计算反馈分压的电阻值。
内部有4mV滞回和输出端配有上拉电阻的比较器 -- 如Maxim的MAX9015、MAX9017和MAX9019等。
这些比较器设计用于电压摆幅为VCC和0V的单电源系统。
可以按照以下步骤, 根据给定的电源电压、电压滞回(VHB)和基准电压(VREF), 选择并计算需要的元件:
第1步
选择R3, 在触发点流经R3的电流为(VREF - VOUT)/R3。
考虑到输出的两种可能状态, R3由如
下两式求得:
R3 = VREF/IR3和R3 = (VCC - VREF)/IR3.
取计算结果中的较小阻值, 例如, VCC = 5V, IR3 = 0.2µA, 使用MAX9117比较器(VREF = 1.24V),
则计算结果为6.2M和19M, 选则R3为6.2M。
第2步
选择滞回电压(VHB)。
在本例中, 选择滞回电压为50mV。
第3步
R1可按下式计算。
对于这个例子, R1的值为:
第4步
VIN上升门限(VTHR)的选择, 例如:
在该门限点, 当输入电压VIN超过阈值时, 比较器输出由低电平变到高电平。
本例中, 选择VTHR
= 3V。
第5步
计算R2, R2可按下式计算:
本例中, R2的值为44.2k。
第6步
按如下步骤验证电压和滞回电压:VIN上升门限 = 2.992V, 等于VREF乘以R1,
除以R1、R2和R3并联后的阻值。
VIN下降门限 = 2.942V。
因此, 滞回电压 = VTHR - VTHF = 50mV.
最后, 开漏结构的比较器内部滞回电压为4mV (MAX9016、MAX9018、MAX9020),
需要外接上拉电阻, 如图11所示。
外加滞回可以通过正反馈产生, 但是计算公式与上拉输出的情况
稍有不同。
滞回电压 = VTHR - VTHF = 50mV。
按如下步骤计算电阻值:
第1步
选择R3, 在IN_+端的漏电流小于2nA, 所以通过R3的电流至少为0.2µA, 以减小漏电流引起的误差。
R3可由R3 = VREF/IR3或R3 = [(VCC - VREF)/IR3] - R4两式求得, 取其较小值。
例如, 使用MAX9118 (VREF=1.24V), VCC = 5V, IR3 = 0.2μA, R4 = 1M, 计算结果为6.2M和18M, 则R3选6.2M。
第2步
选择需要的滞回电压 (VHB)。
第3步
选择R1, R1可按下式计算:
在此例中, R1为:
第4步
选择VIN上升门限(VTHR), 如下式:
在该门限点, 当输入电压VIN超过阈值时, 比较器输出由低电平变到高电平。
本例中, 选择VTHR
= 3V。
第5步
计算R2, 如下式:
本例中, R2的值为49.9k。
第6步
按如下步骤验证触发电压和滞回电压:
图11. 在输出为开漏结构的比较器中加滞回电路
(注:专业文档是经验性极强的领域,无法思考和涵盖全面,素材和资料部分来自网络,供参考。
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