滞回电压比较器原理及特性

滞回比较器详解

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。

电压比较器

讨论三
已知各电压比较器的电压传输特性如图所示，说出它们各为哪种电压比较器；输入电压为5sinωt(V)，画出各电路输出电压的波形。
反相输入滞回比较器
窗口比较器
同相输入单限比较器
你能分别组成具有图
示电压传输特性的电压比较器电路吗？
讨论四：求解图示各电路的电压传输特性。
uI
A
UREF
uo
两只特性相同而又制作在一起的稳压管
输出限幅电路
uO＝± UZ
1) 集成运放的净输入电压和净输入电流均近似为零，保护了输入级； 2) 集成运放没有工作到非线性区，加速集成运放状态的转换
电压比较器的分析方法：
1、写出 uP、uN的表达式，令uP＝ uN，求解出的 uI即为UT； 2、根据输出端限幅电路决定输出的高、低电平；
U OM U OM U OM U OM
当uI>URH时，uO1= － uO2= UOM，D1导通， D2截止； uO= UZ。
当uI<URH时，uO2= － uO1= UOM，D2导通， D1截止； uO= UZ 。
当URL<uI< URH时， uO1= uO2= －UOM，D1、 D2均截止； uO= 0。
UH
t
UL
ui
R
－
+
uo
ui
+
Uom
t
R1
R2
-Uom
例：R1=10k，R2=20k ，的波形。
ui 10V
5V
t
0
ui R
UR R1
－
+
+
R2
uo
Uom uo
UL

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。

滞回比较器详解

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。

高二物理竞赛课件具有参考电压的滞回比较器

问题：uI=0时uO=？
同相滞回比较器
正反馈
例1：滞回比较器的输入为正弦波时，画出输出的波形。
ui
UH
t
UL
ui
R
－ +
+
uo
ui
Uom
t
R1
R2
-Uom
例2：试画出输出电压波形。
小于回差的干扰不会引起跳变
反相
UT
R1 R1 R2
UZ

3V
例3：R1=10k，R2=20k ，UOM=12V， UR=9V当输入 ui 为如图所示的波形时，画出输出uo的波形。
t
讨论三：电路设计
实现电流-电压转化，并在转换电压过大时报警。要求转换电压uO与输入电流iI1、iI2 、 iI3的关系为
uO=20iI1+ 10iI2 + 5iI3 且当uO＞10V时输出14V电压驱动报警电路。设uO＜ 10V时输出为-14V。
具有参考电压的滞回比较器
具有参考电压的滞回比较器
反相
uO=UZ
正反馈
uO=-UZ
uO
U Z
uP
R2 R1 R2
U REF
R1 R1 R2
(UZ )
uP uN uI UT
U T 1、T 2
R2 R1 R2
U REF
R1 R1 R2
UZ
工作原理及电压传输特性
有反馈吗？合闸通电时uO=?
跃变方向，则应如何修
改电路？
讨论二：从电压传输特性识别电路，画波形
已知各电压比较器的电压传输特性如图所示，说出它
们各为哪种电压比较器；输入电压如图所示，画出各电
路输出电压的波形。

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。

滞回电压比较器原理及特性

滞回电压比较器原理及特性滞回电压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。

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(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。

上行滞回比较器电路

上行滞回比较器电路上行滞回比较器电路是一种常见的模拟电路，主要用于实现滞回比较器的功能。

滞回比较器是一种非线性电路，可以输出一个方波信号。

当输入信号大于或小于某一值时，输出信号为高电平；当输入信号在另一范围内时，输出信号为低电平。

这种电路广泛应用于各种电子设备和系统中，如通信、控制、测量等。

上行滞回比较器电路的工作原理是：当输入信号大于或小于参考电压时，输出信号为高电平；当输入信号在参考电压的两侧一定范围内时，输出信号保持不变。

这种电路的特点是具有滞回功能，即当输入信号在参考电压附近波动时，输出信号能够保持不变，避免了因输入信号的小幅度变化而引起输出信号的不必要切换。

上行滞回比较器电路的结构一般由运算放大器、电阻和电容等元件组成。

其工作原理是基于运算放大器的特性，通过反馈和比较来实现滞回功能。

具体来说，运算放大器将输入信号与参考电压进行比较，当输入信号大于或小于参考电压时，运算放大器输出高电平；当输入信号在参考电压附近一定范围内波动时，运算放大器的输出保持不变。

这种滞回功能使得上行滞回比较器电路具有较好的抗干扰能力和稳定性。

上行滞回比较器电路的应用非常广泛。

在通信领域中，它可以用于调制解调、信号分离、载波恢复等；在控制系统中，它可以用于实现各种控制逻辑和算法；在测量领域中，它可以用于信号处理和数据采集。

此外，上行滞回比较器电路还可以用于电机控制、音响系统、生物医学等领域。

上行滞回比较器电路的参数和性能指标对其实用性有很大影响。

其中最重要的参数包括参考电压、滞回宽度、灵敏度等。

参考电压是决定比较器阈值的关键因素，滞回宽度则决定了电路的滞回特性，而灵敏度则反映了比较器对输入信号变化的响应速度和精度。

在实际应用中，需要根据具体需求选择合适的参数和性能指标。

总之，上行滞回比较器电路是一种常见的模拟电路，具有广泛的应用前景。

了解其工作原理、结构、参数和性能指标有助于更好地应用该电路于各种电子设备和系统中。

滞回比较器详解

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。

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电子元件，主要用于模拟电路中的信号比较和控制。

其特点是能够在输入信号的电压值高于或低于某个特定值时，自动切换输出电平状态。

在电子工程中，反相滞回比较器被广泛应用于电源管理、传感器控制、电机驱动等领域。

反相滞回比较器的工作原理是基于比较两个输入电压的大小，然后将比较结果转化成输出电平。

对于反相滞回比较器来说，其输出电平状态在输入电压超过某个阈值时会发生改变，从而实现开关控制的功能。

反相滞回比较器的主要优点是电路简单、稳定性高、响应速度快、功耗低等。

反相滞回比较器的主要特点如下：1. 阈值电压可调：反相滞回比较器的阈值电压可以通过改变电路中的电阻或电容实现调节。

这使得它能够适应不同的输入信号范围和应用场景。

2. 稳定性高：反相滞回比较器的稳定性非常高，这是由于它的工作原理决定的。

当输入电压超过阈值时，输出电平就会发生变化，这种变化是非常快速和稳定的。

3. 响应速度快：反相滞回比较器响应速度非常快，这是因为它只需要比较输入电压的大小，然后输出电平就会发生变化。

这种快速响应的特点使得反相滞回比较器能够适用于一些高速应用场景。

4. 功耗低：反相滞回比较器的功耗非常低，这是由于它只需要比较两个输入电压的大小，然后输出电平就会发生变化。

这种低功耗的特点使得反相滞回比较器非常适用于一些电池供电的应用场景。

5. 噪声抑制能力强：反相滞回比较器的噪声抑制能力非常强，这是由于它的工作原理决定的。

当输入电压在阈值范围内波动时，反相滞回比较器不会发生输出电平的变化，这种强大的噪声抑制能力使得它能够适用于一些噪声环境下的应用场景。

反相滞回比较器是一种非常重要的电子元件，在模拟电路中扮演着非常重要的角色。

反相滞回比较器的特点是电路简单、稳定性高、响应速度快、功耗低、噪声抑制能力强等。

这些特点使得它能够适用于一些需要快速响应、低功耗、噪声抑制的应用场景，例如电源管理、传感器控制、电机驱动等领域。

555构成滞回比较器电路

555构成滞回比较器电路滞回比较器电路是一种常见的电子电路，用于将输入信号与参考电压进行比较，并根据比较结果输出高电平或低电平信号。

其中，555定时器是一种经典的集成电路，广泛应用于计时、脉冲生成和频率分频等领域。

本文将介绍如何使用555构成滞回比较器电路，并探讨其工作原理及应用。

一、滞回比较器电路的构成滞回比较器电路由555定时器、电阻和电容组成。

其中，555定时器是一种具有多种功能的集成电路，包括比较器、触发器和多谐振荡器等功能。

它的引脚包括电源引脚VCC和GND、触发引脚TRIG、输出引脚OUT、复位引脚RESET、控制电压引脚CV和放电引脚DISCH。

二、滞回比较器电路的工作原理滞回比较器电路通过555定时器的比较器功能实现输入信号和参考电压的比较。

当输入信号的电压大于参考电压时，输出引脚OUT将输出高电平信号；当输入信号的电压小于参考电压时，输出引脚OUT将输出低电平信号。

具体而言，滞回比较器电路使用555定时器的比较器功能来实现输入信号与参考电压的比较。

当输入信号的电压大于参考电压时，比较器的输出将变为高电平，导致输出引脚OUT输出高电平信号。

当输入信号的电压小于参考电压时，比较器的输出将变为低电平，导致输出引脚OUT输出低电平信号。

三、滞回比较器电路的应用滞回比较器电路具有很多应用场景。

一种常见的应用是电压比较器，用于检测输入信号是否超过设定的阈值。

例如，可以将滞回比较器电路应用于温度控制系统中，通过比较传感器输出的温度信号和设定的阈值，从而控制加热或制冷装置的开关。

另一种应用是频率锁定电路，用于锁定输入信号的频率。

通过将滞回比较器电路与相位锁定环路相结合，可以实现对输入信号频率的锁定和跟踪。

这在通信系统中具有重要的应用，例如频率合成器和频率调制解调器等。

滞回比较器电路还可以用于触发电路和脉冲生成器等领域。

例如，可以将滞回比较器电路应用于触发器电路中，实现对输入信号的锁存和延时等功能。

过零滞回比较器电路

过零滞回比较器电路过零滞回比较器电路是一种常用的电子电路，通常用于信号处理和控制系统中。

它的作用是比较输入信号与参考电平的大小，并根据比较结果产生相应的输出信号。

本文将详细介绍过零滞回比较器电路的原理、特点以及应用。

过零滞回比较器电路的原理是基于比较器的工作原理。

比较器是一种基本的电子元件，它具有两个输入端和一个输出端。

当输入信号的电压大于参考电平时，输出信号为高电平，反之为低电平。

过零滞回比较器在此基础上增加了滞回功能，即在输入信号由正向变为负向时，输出信号不会立即改变状态，而是需要经过一个滞回电压的大小才会改变。

过零滞回比较器电路的主要特点是具有较高的灵敏度和抗干扰能力。

由于引入了滞回电压，使得输入信号在经过一定的变化范围后才能改变输出状态，从而减小了对输入信号的噪声和干扰的敏感度。

同时，过零滞回比较器还能够应对输入信号的瞬态波形，避免输出信号的不稳定。

过零滞回比较器电路在实际应用中具有广泛的用途。

其中一个重要的应用是在交流电路中的零点检测。

交流电信号的波形经过过零滞回比较器电路后，可以得到与输入信号零点对应的输出信号，从而实现零点检测功能。

这在工业自动化控制系统中非常重要，可以用于检测电机转子位置、交流电压的相位和频率等。

另一个重要的应用是在模拟信号处理中的触发电路。

触发电路是一种能够根据输入信号的特定条件来产生输出信号的电路，常用于数字电路中的计数、定时和控制等功能。

过零滞回比较器电路可以作为触发电路的关键组成部分，通过对输入信号的比较来触发输出信号的产生。

这在音频处理、通信接收等领域中有着重要的应用。

除了以上两个应用，过零滞回比较器电路还可以用于电源管理、电动汽车控制、测量仪器等领域。

在电源管理中，过零滞回比较器电路可以用于检测交流电源的电压波形，从而实现电源的故障保护和电能质量监测。

在电动汽车控制中，过零滞回比较器电路可以用于检测电机驱动信号的相位和频率，从而实现电机的控制和保护。

在测量仪器中，过零滞回比较器电路可以用于检测输入信号的波形和频率，从而实现精确的测量和分析。

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。

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。

滞回比较器详解

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 = μA, 使用MAX9117比较器VREF = , 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;第6步按如下步骤验证电压和滞回电压：VIN上升门限= , 等于VREF乘以R1,除以R1、R2和R3并联后的阻值;VIN下降门限= ;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μA, 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=, VCC = 5V, IR3 = μA, 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;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。

滞回比较器详解

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。

滞回比较器详解

%A ；OUT--------------- »V%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岀振荡。

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运算放大器在开环举个例子，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。

输岀保持为低电平，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岀的迅速变化。

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。

滞回比较器实验报告结论

竭诚为您提供优质文档/双击可除滞回比较器实验报告结论篇一：电压比较器实验报告实验九电压比较器一实验目的1、掌握比较器的电路构成及特点2、学会测试比较器的方法二实验仪器1、双踪示波器；2、数字万用表三实验原理1、图9-1所示为一最简单的电压比较器，uR为参考电压，输入电压ui加在反相输入端。

图9-1（b）为（a）图比较器的传输特性。

图9-1电压比较器当ui 当ui>uR时，运放输出低电平，Dz正向导通，输出电压等于稳压管的正向压降uD，即：uo=-uD。

因此，以uR为界，当输入电压ui变化时，输出端反映两种状态。

高电位和低电位。

2、常用的幅度比较器有过零比较器、具有滞回特性的过零比较器（又称schmitt触发器）、双限图9-2为简单过零比较器图9-2过零比较器1）图9-3为具有滞回特性的过零比较器。

过零比较器在实际工作时，如果ui刚好好在过零值附近，则由于零点漂移的存在，uo将会不断由一个极限值转换到另一个极限值，这在控制系统中，对执行机构将是很不利的。

为此就需要输出特性具有滞回现象。

如图9-3：图9-3有滞回特性的过零比较器从输出端引入一个电阻分压支路到同相输入端，若uo改变状态，u使过零点离开原来位置。

当uo为正（记作uD）u?点也随着改变点位，??R2uD，则当uD>u?Rf?R2后,uo再度回升到uD，于是出现图（b）中所示的滞回特性。

-u为回差。

改变R2的数值可以改变回差的大小。

2）窗口（双限）比较器?与u?的差别称图9-4两个简单比较器组成的窗口比较器简单的比较器仅能鉴别输入电压ui比参考电压uR高或低的情况，窗口比较电路是由两个比较器组成，如图9-4所示，它能指示出ui值是否处于uR和uR之间。

四、实验内容1、过零电压比较器（1）如图9-5所示在运放系列模块中正确连接电路，打开直流开关，用万用表测量ui悬空时的uo电压。

（2）从ui输入500hz，峰峰值为2V的正弦信号，用双踪示波器观察ui—uo波形。