滞回比较电路

模拟电子技术课程设计报告

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XX学院

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滞回比较器电路设计实验报告

教师评语：

滞回比较器电路设计实验报告

目录

一、设计任务和要求 ............................................................................................ 1

二、比较器参数计算 ............................................................................................ 1

三、 Multisim单元电路设计及电路仿真 .......................................................... 3

1、滞回比较器部分 ........................................................................................ 3

2、窗口电压比较器部分 ................................................................................ 3

（1） 窗口比较器 .................................................................................... 3

建立比较器的外部滞回电压

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。运算放大器是广泛使用的电子器件, 设计人员

发表了大量针对运算放大器的应用笔记, 而关于比较器的应用笔记较少。正是由于缺少比较器的应用资料, 很多用户希望

Maxim应用部能够在如何建立比较器滞回电压方面提供帮助。本文针对这一需求, 介绍在一些常用的比较器电路中建立滞回

电压的方法, 并且讨论了提高噪声抑制能力和系统稳定性有关措施。

电压比较器可以看作是放大倍数接近“无穷大”的运算放大器。

电压比较器的功能：比较两个电压的大小(用输出电压的高或低电平，表示两个输入电压的大小关系)：

当”＋”输入端电压高于”－”输入端时，电压比较器输出为高电平；

当”＋”输入端电压低于”－”输入端时，电压比较器输出为低电平；

电压比较器的作用：它可用作模拟电路和数字电路的接口，还可以用作波形产生和变换电路等。利用简单电压比较器可

将正弦波变为同频率的方波或矩形波。

简单的电压比较器结构简单，灵敏度高，但是抗干扰能力差，因此我们就要对它进行改进。改进后的电压比较器有：滞

回比较器和窗口比较器。

运放，是通过反馈回路和输入回路的确定“运算参数”，比如放大倍数，反馈量可以是输出的电流或电压的部分或全部。

而比较器则不需要反馈，直接比较两个输入端的量，如果同相输入大于反相，则输出高电平，否则输出低电平。电压比较器

输入是线性量，而输出是开关（高低电平）量。一般应用中，有时也可以用线性运算放大器，在不加负反馈的情况下，构成

电压比较器来使用。

可用作电压比较器的芯片：所有的运算放大器。常见的有LM324 LM358 uA741 TL081\2\3\4 OP07 OP27，这些都

可以做成电压比较器（不加负反馈）。LM339、LM393是专业的电压比较器，切换速度快，延迟时间小，可用在专门的电

压比较场合，其实它们也是一种运算放大器。

神奇的滞回电压比较器

初学者感觉滞回电压比较器比较奇妙，是因为它有两个转折的门限电压，为了容易理解，不妨从一个更通俗的例子说起。比如我们常用饮水机中的温控开关．就是比较简单也是比较典型的具有滞回特性的器件。假如我们设定开关工作的温度是T1，如果开关没有滞回的特点，当达到这个温度时，电热器断开，温度下降，当低于这个温度时，电加热器接通。这样就会出现一种情况，电热器在这个温度附近会频繁接通和断开，温度达到T1一加热器件断开一温度下降一导致电热器接通一温度上升-加热器件又断开，如此反复，在临界区附近产生振荡。这是我们不希望的结果，所以，温控开关一般是具有滞回的特点，动作（断开）温度TH和复位（接通）温度TL有一定的温度差一回复误差。比如：设定开关断开的温度是大于95℃，复位接通的温度是小于90℃，回复误差根据需要可以调整，这样就解决了温控开关频繁接通和断开的问题。接通到断开，断开到接通沿着不同的路径，不走回头路，故此称为滞回控制开关。

滞回电压比较器和上述的温控开关是一样的道理，可以类比理解。大家知道运算放大器在开环状态下可以用作比较器，其理想和实际的电压传输特性如附图所示，实际特性是只有当它的差模输入电压足够大时，输出电压Uo才为正负最大值。Uo在从+Uce变为-Uss或从-Uss变为+Uce的过程中，随着Ui的变化，将经过线性区，并需要一定的时间。可以知道，在单限比较器中，输入电压在阀值电压附近的微小变化，都将引起两个不同的输出状态之间产生不期望的频繁穿越跳变，不管这种微小变化是来源于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。而滞回比较器具有滞回特性，即具有惯性，因此也就具有一定的抗干扰能力。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。

滞回电压比较器电路有两个阀值电压，类似本文开始提到的温控开关，有两个门限值UH、UL。输入电压Ui从小变大过程中使输出电压Uo产生跃变的阔值电压UH,不等于Ui从大变小过程中使输出电压Uo产生跃变的阀值电压UL．电路具有滞回特性。举个例子，如附图所示为从反向输入端输入的滞回比较器电路．由分压电阻Rl:R2构成正反馈。假设Rl=lOkn，R2=lOOn，电源供电电压为：UCC=13V，Uss=-13V,反馈系数F=R2/(R1+R2)。比较器的反相输入电压从0开始线性变化，当Ui=0时，加到同相的输入瑞电压为Uref=RI/(R1+R2)Eref，Uo=Uce，同相端总电压UH=1V，同相端电压大于反相端电压，这是一个稳定的状态。

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。