滞回比较器.doc

. 滞回比较器(和施密特触发器特性类似) 2009 年04月09日星期四 08:41 摘要: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。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。关于比较器滞回的讨论需要从“滞回”的定义开始,与许多其它技术术语一样,“滞回”源于希腊语,含义是“延迟”或“滞后”,或阻碍前一状态的变化。工程中,常用滞回描述非对称操作,比如,从A到B和从 B到A是互不相同。在磁现象、非可塑性形变以及比较器电路中都存在滞回。绝大多数比较器中都设计带有滞回电路,通常滞回电压为 5mV 到10mV 。内部滞回电路可以避免由于输入端的寄生反馈所造成的比较器输出振荡。但是内部滞回电路虽然可以使比较器免于自激振荡,却很容易被外部振幅较大的噪声淹没。这种情况下需要增加外部滞回,以提高系统的抗干扰性能。首先,看一下比较器的传输特性。图1所示是内部没有滞回电路的理想比较器的传输特性,图2所示为实际比较器的传输特性。从图 2可以看出,实际电压比较器的输出是在输入电压(V IN)增大到 2mV 时才开始改变。,但是一旦输入信号中有少量的噪声或干扰,都将会在两个不同的输出状态之间产生不期望的频繁跳变(图3)。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。或在比较器的正反馈电路中增加外部滞回电路,正反馈的作用是确保输出在一个状态到另一个状态之间快速变化,使比较器的输出的模糊状态时间达到可以忽略的水平,如果在正反馈中加入滞回电路可减缓这种频繁跳变。,考虑图4所示简单电路,其传输特性如图5所示。比较器的反相输入电压从 0开始线性变化,由分压电阻 R1、R2构成正反馈。当输入电压从 1点开始增加(图6),在输入电压超过同相阈值V TH+=R2/(R1 +R2) 之前,输出将一直保持为。在阈值点,输出电压迅速从跳变为 V SS,因为,此时反相端输入电压大于同相端的输入电压。输出保持为低电平,直到输入经过新的阈值点 5, V TH-=V SSR2/(R1 +R2) 。在 5点,输出电压迅速跳变回,因为这时同相输入电压高于反相输入电压。. OUT与输入电压V IN的对应关系表明,输入电压至少变化2V TH时,输出电压才会变化。因此,它不同于图 3的响应情况(放大器无滞回),即对任何小于 2V TH的噪声或干扰都不会导致输出的迅速变化。在实际应用中,正、负电压的阈值可以通过选择适合的反馈网络设置。其它设置可以通过增加不同阈值电压的滞回电路获得。图7电路使用了两个 MOSFET 和一个电阻网络调节正负极性的阈值。与图 4所示比较器不同,电阻反馈网络没有加载到负载环路,图8给出了输入信号变化时的输出响应。. MOS