比較器看起來相當簡單。它們比較兩個訊號電壓,並相應地設置輸出高電平或低電平。然而,如果兩個輸入訊號電壓非常接近,即使輸入訊號上的一點雜訊也會導致輸出在高低邏輯電平之間振盪。增加滯回是解決這個問題最簡單的方法。

遲滯是指當系統輸出時取決於它以前的狀態。當增加滯回到比較器中時,高邊開關閾值設置得越高,低邊開關閾值設置得越低。也許您沒有注意到這本質上是空調恒溫器工作的原理。讓我們花時間想一想,如果恒溫器沒有滯回:在最小的溫度波動時,空調可能每隔幾秒鐘會迴圈開關,這將是雜訊,低能效,並對空調產生負擔。增加滯回到空調恒溫器中,使系統能更高效地工作。

一些比較器有內置的滯回,通常約幾毫伏。這對於某些應用可能是足夠的,但其他情況可能需要增加外部滯回。增加外部滯回支援系統要求的特定的上升和下降閾值。

在比較器電路中通過正回饋實現滯回。這是少數幾個正回饋發揮作用的實例之一!滯回不是有一個閾值點,而是創建不同的上升和下降閾值。這使得輸出始終保持在低或高的狀態,而不是振盪,即使輸入訊號在基準電壓附近徘徊。通過正回饋增加滯回的比較器也稱為施密特觸發器。

下面的例子所示為安森美半導體TL331配置為一個反相施密特觸發器。L331是無內部滯回的單通道、低功耗、集電極開路的比較器。由R1和R2電阻創建的電阻分壓器在非反相引腳上設置參考電壓,在比較器輸出開關處設置閾值電壓。由於這是一個集電極開路的比較器,所以連接一個上拉電阻到輸出。回饋電阻通過正回饋增加滯回。通常情況下,使用一個比較大的回饋電阻值,至少100 KΩ。

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圖1. 比較器配置為反相施密特觸發器

對於這種反相配置,當輸入訊號低於閾值時,輸出引腳為高,通過回饋電阻將閾值電壓拉高。這樣,輸入訊號上的小電壓波動不會觸發比較器輸出開關,直到輸入電壓達到更高的、調整的、上升的閾值。一旦輸入訊號達到上升閾值,輸出就會被拉低。這通過回饋電阻拉低閾值電壓,使輸出保持在低電平,直到輸入電壓降到較低的調整閾值電壓以下。

非反相配置的工作方式與使用正回饋的方式相似。但在這種情況下,由電阻分壓器設置的閾值電壓不會隨著反相配置的變化而變化。相反,回饋在非反相節點調節輸入訊號。

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圖2. 比較器配置為非反相施密特觸發器

在這種配置中,當輸入訊號低時,輸出拉低,導致非反相節點的電壓降到更低。一旦輸入訊號足夠高,以拉動非反相節點高於參考電壓,輸出拉高,從而將非反相節點拉得更高。

在圖示的兩個電路中,增加滯回只需要一個或兩個外部電阻器,電阻值可以被調節到最適合特定應用的閾值。當設計用於比較器時,如果輸入引腳上的電壓有可能在相當長的時間內相互接近,那麼增加滯回是減少由雜訊對輸入訊號造成的問題的一種簡單方法。

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