2022-2023学年高二物理竞赛课件：迟滞比较器（施密特触发器）

迟滞比较器（施密特触发器） 当输入信号vI逐渐增大或逐渐减小时，它有两个门限电平（∵VOH、VOL），且不相等，其传输特性具有“滞回”曲线的形状。 有反相输入和同相输入两种方式。 迟滞比较器（施密特触发器） 特点 正反馈电路。 具有双门限。 迟滞（滞回）比较器引入正反馈，加快了VO的转换速度。 反馈网络接V+端=正反馈。 VO只跳一次。 -∞到∞ ∞到- ∞ vI 与VREF对调，uO跃变方向相反的电压传输特性。 1、过零比较器（VREF =0） 单限比较器(门限电压不为零，有三种) 第一种：前图6-3-18(a)(b)， VR接(+)端。 - + A vo vI VREF vI = VREF 时，逻辑状态转换。 门限电平= VREF vI vo VREF Vomax Vomin 0 比较特性 书无，第二种：VR接(-)端。 比较特性=电压传输特性 输入正负对称的正弦波时，输出波形如图示。 单限比较器(门限电压不为零) 单限比较器(第三种) - + A vo vI + - R3 D1 D2 R1//R2 VREF R1 R2 i1 i2 分析方法一（书无）： 1）令v-= v+=0求出翻转时的输入电压vI即门限电平。虚断,叠加原理。 2）分别分析vI大于门限、小于门限时的输出vO电平。 即 得门限电平 即v+ < v- 若 则vO = VOL 即v+ > v- 若 则vO = VOH 比较特性 vI vo VOH VOL VREF R2 R1 - 右 （—） （+） v-˃0 v- <0 图6-3-20 2、单限比较器(第三种) 分析方法二（书上）： 虚断，且v-= v+=0时翻转。 得门限电平 - + A vo vI + - R3 D1 D2 R1//R2 VREF R1 R2 i1 i2 图6-3-20 vO = VOH = VZ1 + VD2(on) vO = VOL= -( VZ2 + VD1(on) ) （6-3-11） 比较特性 vI vo VOH VOL VREF R2 R1 - 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 单限比较器优点： 电路结构简单，可不计有限KCMR的影响。 单限比较器缺点： 抗噪声、干扰能力差。 例1：过零比较器。当门限电平附近出现干扰信号时，输出会出现误操作。过零时即翻转。 t vO 0 vI t 0 　　单限比较器作用： 检测输入的模拟信号vI是否达到某一给定电平。 图 6-3-22　 存在干扰时，过零单限比较器的vI、vO波形。 　　 存在干扰时， uI、uO波形。 解决干扰的办法： 采用具有迟滞（滞回）传输特性的比较器。 例2：门限电压不为零的单限比较器。书无 图 6-4-书无　 当门限电平附近出现干扰信号时，输出也会出现误动作。 - + A vo vI + - R3 D1 D2 R VREF R1 R2 得门限电平： 反相输入迟滞比较器 （6-3-13） （6-3-14） VREF 为参考电压。当v-= v+时，输出电压状态发生跳变(翻转)，且虚断。 或用叠加原理。 图 6-3-21（a）　 （6-3-12） vI vo VOH 0 比较特性 VOL VIL VIH 传输特性呈滞回形状。 （6-3-15） 反相输入迟滞比较器 门限宽度 图 6-3-21（b）　 VOH = VZ1 + VD2(on) VOL= -( VZ2 + VD1(on) ) 迟滞宽度： （6-3-11） - + A vo vI + - R3 D1 D2 R VREF R1 R2 令 得门限电平： 同相输入迟滞比较器 迟滞宽度： vI vo VOH 0 比较特性 VOL VIL VIH 将反相迟滞比较器中的vI与VREF交换，即得同相输入迟滞比较器。 曲线具有方向性。 叠加原理。 (门限宽度) 同、反相输入：改变输出电压的跃变方向。 分析：当v-= v+时，输出电压状态发生跳变(翻转)，且虚断。 O vI T ( 2( 3( 4( (t t vO VOH O VOL vI vO - + A -VEE +VCC VREF VREF vO VOH VOL vI O O vI T ( 2( 3( 4( (t t