基本概念

滯回比較器（Hysteresis Comparator），又稱施密特觸發(fā)器（Schmitt Trigger），是一種具有遲滯特性的電壓比較器。與普通比較器不同，滯回比較器具有兩個(gè)不同的閾值電壓：上限閾值（VTH）和下限閾值（VTL），形成所謂的"滯回窗口"或"遲滯帶"。

工作原理

雙閾值特性：當(dāng)輸入電壓上升時(shí)，比較器在VTH處翻轉(zhuǎn)；當(dāng)輸入電壓下降時(shí)，在VTL處翻轉(zhuǎn)。

滯回電壓：VH = VTH - VTL，這個(gè)差值防止輸入信號(hào)在閾值附近抖動(dòng)時(shí)輸出頻繁跳變。

抗干擾能力：由于滯回特性，可以有效抑制輸入信號(hào)中的噪聲干擾。

典型電路結(jié)構(gòu)

常見的滯回比較器電路有兩種主要形式：

反相滯回比較器：

輸入信號(hào)接反相輸入端

正反饋通過電阻網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)

同相滯回比較器：

輸入信號(hào)接同相輸入端

同樣采用正反饋結(jié)構(gòu)

閾值電壓計(jì)算

對于典型的運(yùn)放滯回比較器電路：

上限閾值 VTH = (R2/(R1+R2)) × Vref + (R1/(R1+R2)) × VOH

下限閾值 VTL = (R2/(R1+R2)) × Vref + (R1/(R1+R2)) × VOL

滯回電壓 VH = VTH - VTL = (R1/(R1+R2)) × (VOH - VOL)

其中VOH和VOL分別是輸出的高電平和低電平電壓。

特點(diǎn)與優(yōu)勢

噪聲抑制：有效防止輸入信號(hào)在閾值附近波動(dòng)導(dǎo)致的輸出抖動(dòng)

信號(hào)整形：可將緩慢變化的信號(hào)或含噪聲的信號(hào)轉(zhuǎn)換為清晰的數(shù)字信號(hào)

穩(wěn)定性：避免了普通比較器在閾值附近的振蕩問題

應(yīng)用領(lǐng)域

信號(hào)整形與波形轉(zhuǎn)換

開關(guān)去抖電路

電平檢測與監(jiān)控

脈沖寬度調(diào)制(PWM)電路

模數(shù)轉(zhuǎn)換接口電路

設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)

根據(jù)輸入信號(hào)噪聲水平合理設(shè)置滯回窗口大小

考慮比較器的響應(yīng)速度與應(yīng)用需求匹配

注意電源電壓與輸入信號(hào)范圍的兼容性

在高速應(yīng)用中需考慮傳輸延遲影響