【技术】迟滞比较器电路设计思路解析
比较器是电路设计中经常会用到的器件，其可以简单的理解为将一个模拟信号与一个基准电压信号相比较的电路。常用的单限比较器电路，其灵敏度很高，但抗干扰性能较差，若输入信号在门限附近有轻微的抖动，都会造成输出电平的频繁跳变。如图1所示：
图 1 无滞回比较器输入抖动引起输出的频繁跳变
这是由于比较器是一种工作在开环状态下的运放，所以在输入端的一点抖动都会造成该问题。
绝大多数比较器中都设计有滞回电路，通常滞回电压为5mv~10mV；这个内部的滞回可以避免由于输入端的抖动所造成的比较器输出振荡。但如果信号抖动较大，内部滞回将无法起作用，需要外部增加迟滞电路来减缓抖动引起的输出跳变。滞回不是一个阀值点，而是创建不同的上升和下降阀值。这使得输出始终保持在低或高的状态。
图 2a. 迟滞比较器典型电路;b 传输特性图
图2是迟滞比较器电路，可理解为加正反馈的比较器。从传输特性图中可以看出，当输出状态发生变化后，只要抖动电压值不超过△U，则输出电压是稳定的；但相对的会牺牲灵敏度，即无法分辨出小于△U输入变化的电压值。由于反馈的作用这种比较器的门限电压是随输出电压的变化而变化。它的灵敏度低一些，但抗干扰能力却大大提高。下面将介绍几种迟滞比较器的电路。
一、用运算放大器组成迟滞比较器信号从运放负输入端输入
如下图我们利用通用运算放大器LM358组成了一个迟滞比较器电路，并采用了稳压管作为参考点；500Ω的电阻是稳压管的限流电阻。
图 3 迟滞比较器电路 a（信号从运放负输入端输入）
根据电压叠加定理：
公式 1
门限为：
公式2
门限宽度为：
公式3
其中 Voh 为 VCC 的电位；Vol 为 GND 的电位。
需要注意的是由于运放 LM358 是非轨到轨输出的，所以在计算门限电压时需要考虑输出无法到轨的情况，计算时上限的门限计算需要修改为：
公式 4
思瑞浦LM358A能够做到轨道轨输出，计算时可以不用考虑非轨到轨的影响。
此外还需要注意稳压二极管的个体差异引起的Vref误差；可以采用电阻分压加一级电压跟随电路组成一个参考电压。
信号从运放正输入端输入
图 4 迟滞比较器电路 b（信号从运放正输入端输入）
若信号从运放正输入端输入，则：
公式 5
从而得出
公式 6
需要注意两种方式的输出传输特性曲线，选用哪种方式需要根据实际输出申平的需求来定。
图 5 迟滞比较器电路 a 的输出传输特性曲线
图 6 迟滞比较器电路 b 的输出传输特性曲线
二、采用通用比较器组成迟滞比较器
图 7 采用通用比较器组成迟滞比较器
如图7所示，采用通用比较器LM393，该比较器输出为0C或0D结构的，所以在输出端会加入一个100k左右的上拉电阻，而这个电阻的增加会导致门限电压会产生一定的变化，计算时需要注意：
公式 7
其中 Vol 为 GND 电位；故
公式 8
可以看出比较器的输出端上拉电阻与上拉的电压值会对于门限产生影响，在计算时会增加复杂性；若采用Push-Pu11输出方式的比较器，可以省掉输出上拉电阻；思瑞浦TP201x/TP194x/TP196x/TP198x都是属于Push-Pu11输出方式的比较器，它们的差别主要在于传输延时指标以及功耗的不同。
三、反馈中增加二极管可简化计算公式
在正反馈电路中增加二极管，利用二极管的单向导电性，门限电压的计算公式可以简化为如下公式，
公式 9
Vol 为 0，因此没有电流流过 D1，故 U1=Vref.
其中 Voh 为 VCC 电位；Vol 为 GND 电位。
- |
- +1 赞 0
- 收藏
- 评论 0
本文由三年不鸣转载自思瑞浦，原文标题为:教你运用迟滞比较器电路，本站所有转载文章系出于传递更多信息之目的，且明确注明来源，不希望被转载的媒体或个人可与我们联系，我们将立即进行删除处理。
相关推荐
思瑞浦（3PEAK）运算放大器选型表
思瑞浦（3PEAK）高性能运算放大器，精密运算放大器：失调电压低至5uV，温漂低至0.008uV，支持双电源供电。低噪声运算放大器：噪声系数低至0.1μVpp/Hz，适用于低噪声系统应用。超低功耗运算放大器：功耗低至300nA，轨到轨输出，适用于电池供电产品。超低功耗比较器：功耗低至300nA。负载驱动电流25mA，适用于便携式设备。
|
产品型号
|
品类
|
Status
|
Rating
|
Package
|
Channel
|
Supply Voltage(Min)
|
Supply Voltage(Max)
|
Iq per channel (Max)(μA)
|
GBW (Typ) (MHz)
|
Slew Rate(Typ)(V/μs)
|
Rail-Rail In
|
Rail-Rail Out
|
Ishort(Typ) (mA)
|
Vos(Max)(mV)
|
Offset Drift(Typ)(μV/°C)
|
Ib(typ)(pA)
|
Vn (Typ) (nV/rtHz)
|
Peak Noise at 0.1 to 10Hz(μVpp)
|
Operating Temperature Range(°C)
|
|
LM2904A-VR
|
高压运算放大器
|
Production
|
Industrial
|
MSOP-8
|
2
|
3
|
36
|
200
|
0.9
|
0.5
|
No, to V- only
|
Yes
|
30
|
3
|
7
|
60
|
70
|
20
|
-40 to 125
|
【经验】可用于I-V转换的精密、高速和对数运算放大器，满足光电采集、高阻抗传感器信号采集和光功率检测的要求
3PEAK（思瑞浦）的TP24xx系列运算放大器采用CMOS工艺生产、低Vos(＜1mV)、严格的IB（＜200pA MAX）测试，满足精密光电采集、高阻抗传感器高精度信号采集应用。模拟开关TPW3125具有高带宽（250MHz）、低Rdson（＜5Ω）、低ON/OFF漏电流（＜0.1uA MAX）, 适合多量程测量应用。
TPA5601/TPA5602 5-V, 15-MHz GBW, 零漂移运算放大器
TPA5601和TPA5602是一款单通道和双通道运算放大器，采用零漂移技术，具有非常低的偏移电压。它们提供轨对轨输入和输出，带宽为15 MHz，具有7 V/μs的转换速率。这些器件适用于高精度和高速度的信号条件，适用于服务器电源、电池电流检测、精密信号条件、电源系统、温度传感器和医疗仪器等领域。
思瑞浦 - 运算放大器,TPA5602,TPA5601,电池电流检测,医疗仪器,电源系统,温度传感器,服务器PSU,精密信号条件
【经验】思瑞浦车规级高压精密运算放大器TPA1882Q-VR-S设计经验
思瑞浦国产车规级高压精密运算放大器TPA1882Q-VR-S，通过AEC-Q100认证，工温−40到125℃。工作电压范围4.5V至36V，低失调电压50μV、带宽12MHz、转换速率10V/μs，静态电流2mA。
【应用】运算放大器TP2272在正弦波控制BLDC电流检测中的应用
本文描述了运放建立时间和ADC的采样误差关系，以及思瑞浦运算放大器TP2272在正弦波BLDC电流检测中的应用。
【IC】思瑞浦飞安级运算放大器TPA3530，电压范围4.5V至16V，输入偏置电流仅100fA
思瑞浦3PEAK推出飞安级输入偏置电流运算放大器TPA3530。产品工作电压范围4.5V至16V，输入偏置电流仅为100fA，非常适合需要低偏置电流的光电二极管跨阻和传感器接口电路。
【选型】国产高性能运算放大器思瑞浦TP1242助力低通滤波器设计，供电电压范围4.5V至36V
客户的项目是双通道的低通滤波器，需要一款双通道高精度的高压运放来实现提升滤波器的阻带抑制比和通频带的信号有效值的效果，进一步提高低通滤波器的品质因数。本文根据客户需求推荐国产思瑞浦的TP1242。
【产品】传播延时仅7ns的低功耗超高速比较器，轨到轨输入输出，输出切换频率达50MHz
TP1961/TP1962/TP1964是思瑞浦推出的带有内部滞回的低功耗超高速比较器。其传播延迟为7ns，每个比较器的工作电流为1mA，输出切换频率可以达到典型值50MHz，工作温度范围均为-40℃至+125℃，针对+3V和+5V单电源进行了优化，带有内部输入迟滞功能。
TPA6551/TPA6552/TPA6554 5 V、10 MHz GBWP、低噪声运算放大器
该资料介绍了TPA655x系列运算放大器，这是一款低噪声、低功耗的高频响应运算放大器。它具有10MHz带宽、3V/μs的转换速率和低失真，适用于音频设备、仪器仪表、传感器接口和物联网设备等领域。
思瑞浦 - GBWP, LOW-NOISE OP AMPS,OP-AMPS,运算放大器,CMOS双通道RRIO运算放大器,OP AMPLIFIERS,CMOS SINGLE RRIO OP-AMPS,CMOS QUAD RRIO OP-AMPS,CMOS单RRIO运算放大器,CMOS DUAL RRIO OP-AMPS,CMOS四通道RRIO运算放大器,GBWP，低噪声运算放大器,TPA655X FAMILY,TPA6551U-S5TR,TPA655XN SERIES,TPA6551-SC5R,TPA6551N-S6TR,TPA6551U,TPA6551-S5TR,TPA6554-TS2R,TPA655X SERIES,TPA6552-SO1R,TPA6554-SO2R,TPA655X,TPA6551,TPA6551N,TPA6552,TPA6551U-SC5R,TPA6552-VS1R,TPA6554,音响设备,AUDIO EQUIPMENT,仪表,INSTRUMENTATION,SENSOR INTERFACE,传感器接口,IOT 设备,IOT DEVICE
TP1941/TP1941N/TP1942/TP1944 68ns、1.8V、超低功耗、RRI、推挽式输出比较器
该资料介绍了3PEAK公司生产的TP1941/TP1941N/TP1942/TP1944系列比较器。这些比较器具有快速响应时间（68纳秒）、超低功耗（每通道46微安）等特点，适用于高速线或数字线路接收器、高速采样电路、峰值和零交叉检测器等领域。
思瑞浦 - CMOS/TTL COMPATIBLE COMPARATORS,单比较器,SINGLE COMPARATORS,CMOS/TTL兼容比较器,超低功耗、RRI、推挽式输出比较器,ULTRA-LOW POWER, RRI, PUSH-PULL OUTPUT COMPARATORS,COMPARATORS,比较器,TP1941-CR,TP1941NU,TP1941U-CR,TP1941U,TP194X FAMILY,TP1942U,TP1941U2,TP1941N,TP1944,TP1941-TR,TP1941,TP194X FAMILIES,TP1942-SR,TP1942,TP1942-VR,TP194X,便携式动力系统,逻辑级翻译,电信,LOGIC LEVEL SHIFTING,DIGITAL LINE RECEIVERS,HIGH-SPEED LINE RECEIVERS,DISCRIMINATORS,PORTABLE POWERED SYSTEMS,PORTABLE COMMUNICATIONS,SENSING AT SUPPLY LINE,电源线上的感测,阈值检测器,BATTERY POWERED SYSTEMS,HIGH SPEED SAMPLING CIRCUITS,便携式通信,逻辑电平转换,电池供电系统,CLOCK AND DATA SIGNAL RESTORATION,红外接收器,PEAK AND ZERO-CROSSING DETECTORS,THRESHOLD DETECTORS,高速采样电路,鉴别器,时钟和数据信号恢复,在地线上感测,TELECOM,高速线路接收机,SENSING AT GROUND LINE,峰值和过零检测器,IR RECEIVERS,LOGIC LEVEL TRANSLATION,数字线路接收机
【选型】国产运算放大器LM358可与TL022 PTP 兼容互换，偏置电流仅60pA
TL022是一款双低功耗的运算放大器，它被广泛应用于各种模拟电路设计中。由于疫情原因及国产化，所以需要找一款能够满足整体性能的国产替换料，对此本文推荐思瑞浦推出的一款LM358运算放大器，其能够与TL022进行pin to pin互相兼容替换。
TPA2671/TPA2672/TPA2674 36 V、10 MHz、高PSRR运算放大器
TPA267x系列运算放大器是一款高供电电压、低偏移、低功耗且高频响应稳定的放大器。该系列产品采用专有的专利设计技术，实现了在10MHz带宽下具有优异的交流性能，包括15V/μs的转换速率和高PSRR性能，提高了对电源高频噪声的抗干扰能力。
思瑞浦 - HIGH PSRR, OP AMPS,运算放大器,高PSRR运算放大器,AMPLIFIERS,高电源电压放大器,放大器,HIGH-SUPPLY VOLTAGE AMPLIFIERS,OP AMPS,TPA2671U-S5TR,TPA2672-TS1R,TPA2671U,TPA2672-SO1R,TPA267X SERIES,TPA2671-SC5R,TPA267X,TPA2671U-SC5R,TPA2671-S5TR,TPA2672-VS1R,TPA2671,TPA2674-SO2R,TPA2674,TPA2672,TPA2674-TS2R,电机控制,MOTOR CONTROL,工控,SENSOR INTERFACE,INDUSTRIAL CONTROL,AUDIO,音频,传感器接口
TP1961/TP1962/TP1964 7ns、1/2/4、超高速、+3V/+5V、超轨比较器
思瑞浦 - 单电源比较器,低功耗、超高速比较器,单比较器,超高速、+3V/+5V超轨比较器,SINGLE COMPARATORS,SINGLE-SUPPLY COMPARATORS,LOW-POWER, ULTRA-HIGH-SPEED COMPARATORS,ULTRA-HIGH-SPEED, +3V/+5V, BEYOND-THE-RAILS COMPARATORS,TP196X FAMILY,TP1962-VR,TP1962-FR,TP1961N,TP196X,TP1962-SR,TP1962,TP1964,TP1961,TP1961-CR,TP1961-TR,逻辑级翻译,电信,LOGIC LEVEL SHIFTING,DIGITAL LINE RECEIVERS,DISCRIMINATORS,PORTABLE COMMUNICATIONS,SENSING AT SUPPLY LINE,电源线上的感测,阈值检测器,HIGH SPEED SAMPLING CIRCUITS,便携式通信,逻辑电平转换,CLOCK AND DATA SIGNAL RESTORATION,红外接收器,PEAK AND ZERO-CROSSING DETECTORS,THRESHOLD DETECTORS,高速采样电路,鉴别器,时钟和数据信号恢复,在地线上感测,TELECOM,高速线路接收机,SENSING AT GROUND LINE,峰值和过零检测器,IR RECEIVERS,HIGH-SPEED LINE LINE RECEIVERS,LOGIC LEVEL TRANSLATION,数字线路接收机
【选型】国产高速运算放大器TPH2501-CR用于电子烟，转换速率高达180V/μs
电子烟电路部分包括MCU、电源管理、锂电池、气压传感器、雾化器、运算放大器、功率放大管、显示模块等。其中运算放大器功能是将微弱的小信号放大为大信号给到MCU处理，本文给大家介绍一款国产的运放，它就是3PEAK的TPH2501-CR。
思瑞浦推出高PSRR、高带宽、高压运算放大器TPA267x，抑制比达80dB@100kHz
思瑞浦3PEAK正式发布高PSRR、高带宽、高压运算放大器TPA267x系列，产品带宽10MHz，压摆率达到15V/μs，产品在100kHz电源干扰下抑制比达到了80dB，降低了客户在电源上的设计成本，广泛适用于工业自动化、光伏储能、电机驱动器和音频设备等领域。
电子商城
现货市场
服务
可定制ATP TE Cooler的冷却功率：40~200W；运行电压：12/24/48V(DC)；控温精度：≤±0.1℃； 尺寸：冷面：20*20~500*300；热面：60*60~540*400 （长*宽；单位mm）。
最小起订量： 1 提交需求>
可定制波导隔离器频率覆盖5.5GHz~110GHz，插损损低至0.25dB、隔离度、正向方向功率、封装尺寸参数。
最小起订量： 1pcs 提交需求>
授权代理品牌：集成电路
授权代理品牌：分立元件
授权代理品牌：接插件及结构件
授权代理品牌：部件、组件及配件
授权代理品牌：电源及模块
授权代理品牌：电子材料
授权代理品牌：仪器仪表及测试配组件
授权代理品牌：电工工具及材料
授权代理品牌：机械电子元件
授权代理品牌：加工与定制
我要提问
登录 | 立即注册
提交评论