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
TL714迟滞比较器
TL714迟滞比较器（单电源供电）一、功能描述该电路利用LT714比较器实现了正弦波转方波的功能。
为了使电路的抗干扰能力强，选择了迟滞比较器。
二、数据说明1、测试工具： TDS1012B 示波器、SG1020A 数字合成信号发生器、TH-SS3022型数显直流稳压电源2、测试数据：测试方法：固定的输入信号的幅值大小，改变频率，测试该模块能不失真的最大和最小幅值。
表1 幅值范围测试（Vin=2V 输入， Vref=0，+Vs=+5V,-Vs=GND ）分析： 当输入频率大于1M 时，要改变输入电压偏置，单片机才能测出频率大小。
经过测试发现，单片机对该电路测频率可以达到20MHZ （为信号发生器最大输出频率），且误差不大。
3、门限宽度或回差电压的估算：223()OH OL T T T R V V V V V R R +--∆=-=+固定R2=10K 不变，经过测试计算，发现门限宽度或回差电压也会改变，这个门限宽度越小越好。
表2 门限宽度测试（R2=10K ，Vref=1V ，f=1KHZ, +Vs=+5V,-Vs=GND ）分析：所以可以选择R3=820K 。
三、芯片介绍1、芯片特点： LT714电压比较器，反应时间6ns ，单电源供电。
2、芯片用途： 可以用作正弦波转方波，方波的负电压很小，正电压接近+5V 。
3、芯片引脚图及封装：图12 TL714引脚图四、未解决问题及疑点测试的频率不能达到数据手册上说的50MHz 。
五、注意事项：(1) 迟滞比较器是正反馈。
(2) 反馈电阻不能随便选择，要根据理论来算，算出比例之和在根据电流的大小得出具体的电阻值。
（3）单电源供电，所以不能接成过零比较器，过零比较输出的信号受干扰性很强，尤其是信号越小时越明显，不利于单片机测频率，所以必须用迟滞比较器，抗干扰性能好。
（4）不用的引脚建议都接地。
采用比较器LM339迟滞比较器电路及应用
采用比较器LM339迟滞比较器电路及应用迟滞比较器又可理解为加正反馈的单限比较器。
前面介绍的单限比较器，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a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b为迟滞比较器的传输特性。
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。
如果需要将一个跳变点固定在某一个参考电压值上，可在正反馈电路中接入一个非线性元件，如晶体二极管，利用二极管的单向导电性，便可实现上述要求。
如图为其原理图。
下图为某电磁炉电路中电网过电压检测电路部分。
电网电压正常时，1/4LM339的U4<2.8V，U5=2.8V，输出开路，过电压保护电路不工作，作为正反馈的射极跟随器BG1是导通的。
当电网电压大于242V时，U4>2.8V，比较器翻转，输出为0V，BG1截止，U5的电压就完全决定于R1与R2的分压值，为2.7V，促使U4更大于U5，这就使翻转后的状态极为稳定，避免了过压点附近由于电网电压很小的波动而引起的不稳定的现象。
由于制造了一定的回差（迟滞），在过电压保护后，电网电压要降到242-5=237V时，U4<U3，电磁炉才又开始工作。
这正是我们所期望的。
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。
cmos电压迟滞比较器电路
cmos电压迟滞比较器电路摘要：一、引言二、CMOS 电压迟滞比较器电路的工作原理1.电路结构2.工作原理三、CMOS 电压迟滞比较器的特性1.输入电压范围2.输出电压3.迟滞特性四、CMOS 电压迟滞比较器的应用1.波形发生器2.电压监控器3.逻辑电路五、CMOS 电压迟滞比较器的优缺点1.优点2.缺点六、结论正文：一、引言CMOS 电压迟滞比较器电路是一种广泛应用于电子领域的电压比较器，其具有较高的性能和稳定性，被广泛应用于各种电子设备中。
本文将详细介绍CMOS 电压迟滞比较器电路的工作原理、特性以及应用。
二、CMOS 电压迟滞比较器电路的工作原理1.电路结构：CMOS 电压迟滞比较器电路主要由NMOS 和PMOS 晶体管组成，具有输入端、输出端和电源端。
其核心部分是电压比较器，具有两个输入端和一个输出端。
2.工作原理：当输入电压达到一定值时，比较器将根据输入电压的差异产生不同的输出电压。
具体而言，当输入电压差大于预设阈值时，输出电压为高电平；当输入电压差小于预设阈值时，输出电压为低电平。
三、CMOS 电压迟滞比较器的特性1.输入电压范围：CMOS 电压迟滞比较器具有较宽的输入电压范围，可以满足不同应用场景的需求。
2.输出电压：CMOS 电压迟滞比较器的输出电压具有较大的驱动能力，可以驱动多种负载。
3.迟滞特性：CMOS 电压迟滞比较器具有较好的迟滞特性，能够在一定范围内保持稳定的输出电压。
四、CMOS 电压迟滞比较器的应用1.波形发生器：CMOS 电压迟滞比较器可以产生不同频率和幅度的波形信号，被广泛应用于通信领域。
2.电压监控器：CMOS 电压迟滞比较器可以用于监测电源电压、模拟信号等，具有较高的精度和稳定性。
3.逻辑电路：CMOS 电压迟滞比较器可以与其他逻辑电路器件组合，实现复杂的逻辑功能。
五、CMOS 电压迟滞比较器的优缺点1.优点：CMOS 电压迟滞比较器具有较高的性能、稳定性和可靠性，输入电压范围宽，输出电压驱动能力强，迟滞特性好。
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
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．。
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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×VREF）/（R1+R2）]+[（R2×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）]×VREF}-[（R1/R2）×VOL]（公式-2）
VT-={[1+（R1/R2）]×VREF}-[（R1/R2）×VOH]（公式-3）
那麽门限宽度为：
ΔVT=（R1/R2）×（VOH-VOL）（公式-4）
已知工作电压=12V
基准电压VREF=1V
输入电压VI=1～5V
R1=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×输出电压=门限宽度
0.000999×12=0.011988≈0.012V
根据（公式-2）VT+={[1+（R1/R2）]×VREF}-[（R1/R2）×VOL]
={[1+（1000/1000000）]×1}-[（1000/1000000）×0]
=1.001-0
=1.001(V)
根据（公式3）VT-={[1+（R1/R2）]×VREF}-[（R1/R2）×VOH]
={[1+（1000/1000000）]×1}-[（1000/1000000）×12]
=1.001-0.012
=0.989(V)
根据（公式-4）ΔVT=（R1/R2）×（VOH-VOL）
=（1000/1000000）×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。
例如将R2改为10KΩ时，则
ΔVT=（R1/R2）×（VOH-VOL）
=（1000/10000）×12
=1.2(V)
例如将R2改为100KΩ时，则
ΔVT=（R1/R2）×（VOH-VOL）
=（1000/100000）×12
=0.12(V)。