(54)迟滞电压比较器
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。
电子课程设计-迟滞比较器
《电子设计基础》课程报告设计题目：迟滞比较器学生班级：电子1001班学生学号：学生姓名：指导教师：时间：2011-2012-1学期11-18周成绩：西南科技大学信息工程学院一.设计题目及要求1.题目：迟滞比较器2.要求：上门限电压V T+=3V下门限电压V T-=2V二．题目分析与方案选择单门限电压比较器电路简单，灵敏度高，但其抗干扰能力差。
因此，有另一种抗干扰能力强的迟滞比较器。
迟滞比较器是一个具有迟滞回环传输特性的比较器，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。
因为比较器处于正反馈状态，因此一般情况下，输出电压v o与输入电压v i不成线性关系，只有在输出电压v o发生跳变瞬间，集成运放两个输入端之间的电压才可能近似为零，即v ID近似为零时，是输出电压v o转换的临界条件，当v i>v p时，输出电压v o为低电平V OH，反之v o为高电平，此时的v p即为门限电压V T。
三．主要元器件介绍运算放大器（型号：LM358AH），电源电压范围宽：单电源3-30V；低功耗电流适合于电池供电。
稳压管（由两个背靠背的二极管组成，其型号为：IN5229B，其稳压值是4.3V)四．电路设计及计算（图1）Multisim图该迟滞比较器中，选择其高平电压V OH=5V,低平电压V OL=-5V，根据上下门限电压值的运算：1.V T+=(R1V REF)/(R1+R2)+(R2V OH)/(R1+R2)V T-=(R2V REF)/(R1+R2)+(R2V OH)/(R1+R2)代入V T+=3V,V T-=2V,V OH=5V,V OL=-5V,算得：V REF=2.8V,R1=10KΩ,R2=70KΩV REF=VCCR7/2(R3+R7)L)/(R1+R2)五．仿真及结果分析（图2）从图中的通道A可以知道，V T+=3.076V,V T-=1.930V，其误差：33076.3-100%=2.5%，22930.1-100%=-3.5%误差来源可能是电路图中的R4的阻值，还有就是参考电压V REF的值的选取。
迟滞比较器
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）word编辑版．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IOIvVvVV下跳到下跳到，到略大于。
再增加，，则同时使由POLOHOIv保持不变。
Ovv不变，将始终保持只有当，则若减小，只要oIV。
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（此文档部分内容来源于网络，如有侵权请告知删除，文档可自行编辑修改内容，供参考，感谢您的配合和支持）word编辑版．word编辑版．。
cmos电压迟滞比较器电路
cmos电压迟滞比较器电路摘要：1.CMOS 电压迟滞比较器电路概述2.CMOS 电压迟滞比较器的工作原理3.CMOS 电压迟滞比较器的特点与应用正文：CMOS 电压迟滞比较器电路概述CMOS 电压迟滞比较器电路是一种基于互补金属氧化物半导体（CMOS）技术的电压比较器电路。
在数字电路和模拟电路设计中，电压比较器扮演着十分重要的角色，它能够将输入电压信号转换为二进制信号，即高电平或低电平，从而实现对电压信号的判断和处理。
CMOS 电压迟滞比较器电路因其低功耗、高噪声抑制能力和稳定性等优点，在现代电子系统中得到了广泛应用。
CMOS 电压迟滞比较器的工作原理CMOS 电压迟滞比较器电路主要由输入端、输出端和比较器核心部分组成。
输入端连接待比较的电压信号，输出端输出高电平或低电平信号。
比较器核心部分是电路的关键部分，通常由一对共源放大器和一对共射放大器组成，其中共源放大器用于正向电压信号的放大，共射放大器用于负向电压信号的放大。
CMOS 电压迟滞比较器的工作原理主要基于电压迟滞现象。
当输入电压信号的正值部分与负值部分相等时，输出端输出低电平信号；当输入电压信号的正值部分大于负值部分时，输出端输出高电平信号。
这种比较方式能有效降低电路的功耗，并提高电路的噪声抑制能力。
CMOS 电压迟滞比较器的特点与应用CMOS 电压迟滞比较器电路具有以下特点：1.低功耗：CMOS 技术本身具有较低的功耗特性，因此CMOS 电压迟滞比较器电路在低功耗应用场合具有优势。
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，能有效抑制电路中的噪声，提高电路的稳定性。
3.宽工作电压范围：CMOS 电压迟滞比较器电路具有较宽的工作电压范围，能够适应不同电压系统的应用需求。
4.响应速度快：CMOS 电压迟滞比较器电路具有较快的响应速度，能够满足高速信号处理的需求。
CMOS 电压迟滞比较器电路在实际应用中具有广泛的应用领域，如模拟信号处理、数字信号处理、通信系统、自动控制等领域。
迟滞比较器门限电压计算
迟滞比较器门限电压计算迟滞比较器是一种电路，它可以通过比较输入电位的大小来确定输出状态。
门限电压是指比较器正向和反向输出的阈值电位值，也就是当输入电位小于门限电压时，比较器的输出为低电平；当输入电位大于门限电压时，比较器的输出为高电平。
在迟滞比较器中，门限电压具有一定的迟滞效应，即输出电位的变化要等到输入电位超过门限电压一定的范围后才会发生。
门限电压的计算取决于比较器的具体电路结构和工作原理。
下面以基于电阻分压原理的迟滞比较器为例，简要介绍门限电压的计算方法。
图中的R1和R2分别为两个电阻，用于将输入电压分压到比较器的正向和反向输入端。
比较器输出的高低电平分别接到R3和R4，形成一个反馈电路。
当Vin的值高于Vth+时，比较器的输出为高电平，将R3上的电压拉高；当Vin的值低于Vth-时，比较器的输出为低电平，将R4上的电压拉低。
这种电路结构的特点在于，当输出电压上升或下降到一定程度时，反馈电路的作用会增强或减弱，从而使输出电压更加稳定。
假设比较器的输入电压范围为-Vin_max~Vin_max，输入电压变化量为ΔVin，我们可以通过下面的公式求得门限电压的大小：Vth+ = Vp * (R1 / (R1 + R2)) + Vn * (R2 / (R1 + R2)) + Vr * (R3 / (R3 + R4))。
Vth- = Vp * (R1 / (R1 + R2)) + Vn * (R2 / (R1 + R2)) + Vr * (R4 / (R3 + R4))。
其中，Vp和Vn分别为比较器正向和反向输入端的参考电压，一般为VCC/2；Vr为反馈电路的电阻，其值可根据需要进行调整。
上式中的分压系数(R1/(R1+R2))和(R2/(R1+R2))分别为输入电压在两个电阻上的分压比例，反映了输入电压在比较器两个输入端的占比。
通过合理选取R1、R2和Vr的值，可以实现所需的门限电压大小和迟滞效应。
滞回比较器的应用及门限电压的确定方法
缺点：如果输入电压在门限附近有微小的干扰， 就会导致状态翻转使比较器输出电压不稳定而出现错误阶跃。
迟滞比较器
二、迟滞比较器
例：R1 = 30 k，R2 =15 k,
反相输入迟滞比较器 反相输入施密特触发器UZ = 6 V, UREF = 0, 求 UT。
uI R
8
R3
uO 当UuTI >u1P65时，135u0O = 2-U(VZ )
2. 同相输入单限电压比较器
uO
uI > UREF
uI UREF
8
R
UZ
uO
O
UREF
uI
门限
uI < UREF -UZ
电压 UT
稳压二极管：限定输出高低电平幅度ຫໍສະໝຸດ 门限电压 UT = UREF
1)工作在非线性区
R：稳压二极管限流电阻
特点:
2)不存在虚短 (除了uI = UREF 时)
3)存在虚断
8
反相输入单限电压比较器 反相输入单限电压比较器
R1
UOH uO
波形变换
O UOL
t
The END！
O UT- UT+ uI 下门限
-UZ U
回差 电压
特点：
uI 上升时与上门限比,
uI 下降时与下门限比。
迟滞比较器应用举例
uI R
R3
8
UREF
P
R2
R1
uI UT+ uO
O
uO
UZ
UOH
O UOL
UTt t
整形电路
迟滞比较器应用举例
uI R
8
R3 uO
UT+ uI
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概述2.CMOS 电压迟滞比较器的工作原理3.CMOS 电压迟滞比较器的应用领域4.CMOS 电压迟滞比较器的优缺点正文【1.CMOS 电压迟滞比较器电路概述】CMOS 电压迟滞比较器电路是一种基于互补金属氧化物半导体（CMOS）技术的电压比较器。
它具有低功耗、高输入阻抗、大信号增益和宽工作电压范围等优点，在各种电子设备和系统中得到了广泛的应用。
【2.CMOS 电压迟滞比较器的工作原理】CMOS 电压迟滞比较器电路主要由两个输入端和两个输出端组成。
其中，两个输入端分别为非反相输入端和反相输入端，两个输出端分别为输出正端和输出负端。
当非反相输入端的电压高于反相输入端的电压时，输出正端输出高电平，输出负端输出低电平；反之，当非反相输入端的电压低于反相输入端的电压时，输出正端输出低电平，输出负端输出高电平。
CMOS 电压迟滞比较器的核心部分是差分对，包括 nMOS 晶体管和pMOS 晶体管。
当输入电压出现迟滞现象时，差分对中的 nMOS 晶体管和pMOS 晶体管的导通状态会发生变化，从而使得输出端的电平发生改变。
【3.CMOS 电压迟滞比较器的应用领域】CMOS 电压迟滞比较器电路广泛应用于各种电子设备和系统中，如模拟信号处理、数字信号处理、通信系统、自动控制等领域。
它对信号的电压幅度和迟滞特性进行比较，可以实现对电压信号的监测、控制和调节等功能。
【4.CMOS 电压迟滞比较器的优缺点】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优势。
（2）高输入阻抗：CMOS 电压迟滞比较器电路具有较高的输入阻抗，能够减小对输入信号源的影响。
（3）大信号增益：CMOS 电压迟滞比较器电路具有较大的信号增益，能够提高信号检测的灵敏度。
（4）宽工作电压范围：CMOS 电压迟滞比较器电路具有较宽的工作电压范围，能够适应不同电压系统的应用需求。
迟滞比较器
(a)
同相迟滞比较器
R4 vN –
vI R1
+
5k vP
R2 15k
R3 2k
DZ
vO/ V 10
vO
VT–
–5
DZ
0
–10
vO/ V
vO
9
VT–
VZ –3
0
单门限电压比较器
(a)
+VCC
(b)
vI
+
vI
A
vO
-
–9
+VCC
A
+
VREF
-VEE
VREF
-VEE
通过上述分析，可得出如下结论：
(1) 电路结构：开环或正反馈
VT+
5 vI/ V (2) 电压比较器中的运放工作在非线 性区，其vO只有高电平VOH和低电平 VOL两种情况。
(3) 电压传输特性：描述输出电压与 输入电压的函数关系。
VT+ (4)电压传输特性的关键要素
3 vI/ V
输出电压的VOH和VOL
门限电压
输出电压的跳变方向
vO
•令vP vN所求出的vI 就是门限电压
当vREF＝4V时，求电压传输特性：形状、输出电压不变，求Vth 传输特性右移2V
由虚短 虚断
Vth
vI
vF
R2VO R1 R2
R1VREF R1 R2
6V 2V
所以：VT 8V，VT －4V；回差电压VT 12V
3
分析举例3 试求门限电压，画出传输特性和图c所示输入信号下的
输出电压波形。
R
vC –
vO
C
vF
A +
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迟滞比较器
1. 反相输入迟滞比较器 _
+
+ _
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Dz
模拟电子技术基础
_ 引入正反馈
+ +
_
Dz
加速输出翻转过程 正反馈的作用 给电路提供双极性参考电平
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模拟电子技术基础
a. 工作原理 输出电压
_
+ +
Dz
反馈电压
_ 由图可知
当uI > UR时，uO= – UZ 当uI < UR时，uO= + UZ
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模拟电子技术基础
_
b1 b2
+
Dz
得比较器的翻转电平为
即当uI=±KUZ时ub2=0
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模拟电子技术基础
_
b1 b2
+
Dz
传输特性
(a) 当 只要 即
时
Uo=+UZ
O
uI> –KUZ
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模拟电子技术基础
_
b1 b2
+
Dz
传输特性
(b) 当 只要
时 uI<KUZ Uo= –UZ
上页 下页 返回 O
模拟电子技术基础
_
b1 b2
+
Dz
传输特性
(c)
当
时 |uI|<KUZ
O
输出维持原状态
Uo= –UZ
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模拟电子技术基础
_
b1 b2
+
Dz
传输特性
当 输出维持原状态
时 Uo=UZ |uI|<KUZ
O
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模拟电子技术基础
同相 输入 迟滞 比较 器传 输特 性
O
Dz
传输特性
uO
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模拟电子技术基础
_ + + _
Dz
传输特性
(d) 当uI<UR = –KUZ时,
此时 只要 uI<UR ，
uI
O
uO
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模拟电子技术基础
反相输入迟滞比较器传输特性
O
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返回
模拟电子技术基础
b. 迟滞比较器的特点
O
(a) 提高了电路抗干扰能力
(b) 降低了电路的灵敏度 (c) 不能分辨2KUZ范围内变化的信号
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不能分辨区
模拟电子技术基础
说明迟滞比较器抗干扰性能的波形图
输入信号
干扰
O
t
输出信号
O
t
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模拟电子技术基础
2. 同相输入迟滞比较器 a.电路 _
b1 b2ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
b.特性分析 由图可知
+
Dz
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模拟电子技术基础
_
b1 b2
+
Dz
根据比较器的特性，当 令
时电路翻转。
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模拟电子技术基础
_ + + _ uI
Dz
传输特性
(a) 当uO=UZ时 如果 uI < UR uO
O
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模拟电子技术基础
_ + + _ (b) 当uI>UR=KUZ时， 此时 只要 uI>UR
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Dz
传输特性
uI
O
uO
模拟电子技术基础
_ + + _ (c) 当uO= –UZ时 如果 uI > UR uI
O
具有逆时针 旋转的特性
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模拟电子技术基础
3. 特性平移的迟滞比较器 _
b1 b2
图中
+
Dz
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模拟电子技术基础
_
b1 b2
+
Dz
令
即 得电路的翻转电平为
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模拟电子技术基础
传输特性
O
迟滞回环沿着 坐标横轴平移
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