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比较器是否要调零,原因何在(比较器需要调零和消振吗,为什么)

Time:2024-03-23 10:31:25 Read:999 作者:CEO

比较器看起来很简单。它们比较两个信号电压并相应地将输出设置为高或低。然而,如果两个输入信号电压非常接近,即使输入信号上有一点噪声也会导致输出在高逻辑电平和低逻辑电平之间振荡。添加迟滞是解决这个问题的最简单方法。

滞后是指系统的输出取决于其先前的状态。当向比较器添加迟滞时,高侧开关阈值设置得较高,而低侧开关阈值设置得较低。也许您没有意识到这本质上就是空调恒温器的工作原理。让我们花点时间想一下,如果恒温器没有迟滞:在最小的温度波动下,空调可能会每隔几秒钟循环打开和关闭,这会产生噪音、效率低下,并且对空调造成负担。增加空调恒温器的迟滞,使系统可以更有效地工作。

比较器是否要调零,原因何在(比较器需要调零和消振吗,为什么)

一些比较器具有内置迟滞,通常约为几毫伏。这对于某些应用来说可能就足够了,但其他情况可能需要添加外部磁滞。添加外部迟滞支持系统所需的特定上升和下降阈值。

迟滞是通过比较器电路中的正反馈实现的。这是积极反馈发挥作用的少数实例之一!迟滞并非只有一个阈值,而是产生不同的上升和下降阈值。即使输入信号徘徊在参考电压附近,这也允许输出保持低电平或高电平而不是振荡。通过正反馈增加迟滞的比较器也称为施密特触发器。

下面的示例显示了配置为反相施密特触发器的ON Semiconductor TL331。 L331 是一款单通道、低功耗、集电极开路比较器,无内部迟滞。由电阻器R1 和R2 创建的电阻分压器设置同相引脚上的参考电压以及比较器输出开关处的阈值电压。由于这是一个集电极开路比较器,因此将上拉电阻连接到输出。反馈电阻器通过正反馈增加迟滞。通常,使用相对较大的反馈电阻值,至少100 K。

图1. 配置为反相施密特触发器的比较器

对于这种反相配置,当输入信号低于阈值时,输出引脚为高电平,通过反馈电阻将阈值电压拉高。这样,输入信号上的小电压波动不会触发比较器输出切换,直到输入电压达到更高的、稳定的上升阈值。一旦输入信号达到上升阈值,输出就会被拉低。这会通过反馈电阻器将阈值电压拉低,从而保持输出为低电平,直到输入电压降至较低的调整阈值电压以下。

同相配置的工作原理与使用正反馈类似。但在这种情况下,电阻分压器设置的阈值电压不会随着反相配置而改变。相反,反馈调节非反相节点处的输入信号。

图2. 配置为同相施密特触发器的比较器

在此配置中,当输入信号为低电平时,输出被拉低,导致非反相节点的电压降得更低。一旦输入信号足够高以将非反相节点拉至参考电压以上,输出就会被拉高,从而将非反相节点拉高。

在所示的两个电路中,添加迟滞仅需要一个或两个外部电阻器,并且可以将电阻器值调整到最适合特定应用的阈值。在设计比较器时,如果输入引脚上的电压可能在很长一段时间内彼此接近,那么添加迟滞是减少输入信号噪声引起的问题的简单方法。

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