滯回比較器電路設(shè)計(jì)分析

比較器是用于對(duì)正負(fù)兩端電壓進(jìn)行比較然后輸出相關(guān)邏輯的器件，在比較器的應(yīng)用電路中，為了避免電壓在某一閾值的抖動(dòng)，將比較器設(shè)計(jì)為滯回比較器電路是很常見(jiàn)的。

任選一款比較器進(jìn)行說(shuō)明，選擇TI的TLV7011DBVR進(jìn)行說(shuō)明，TLV7011DBVR是一款推挽輸出，軌到軌的比較器，由此可知，輸出高為VCC，輸出低為0V，事實(shí)上，規(guī)格書也會(huì)進(jìn)行規(guī)定，實(shí)際應(yīng)用時(shí)也應(yīng)按照規(guī)格書的規(guī)定進(jìn)行設(shè)計(jì)：

TI的產(chǎn)品規(guī)格書上也包含了滯回比較器的設(shè)計(jì)電路，鑒于此，直接分析此電路，如下：

可以看到，輸入放到了負(fù)極，輸出經(jīng)R3和R2反饋回到正極，此電路的分析，建議先謹(jǐn)記一個(gè)點(diǎn)，當(dāng)VIN變的足夠高時(shí)，輸出必然變低，因此，在VIN變的足夠低時(shí)，那輸出應(yīng)當(dāng)為高，記住這點(diǎn)，就不難繪出輸出和輸入的變化曲線，如下：

為了便于了解，先解析波形圖，可以看到，橫軸為VIN，縱軸為VO，而且曲線上帶有箭頭，箭頭所標(biāo)代表著VIN的走線，可以看到右箭頭走向，代表VIN在0V時(shí)，VO為高，隨著VIN增加到VA1時(shí)，VO開始變?yōu)榈?，此時(shí)繼續(xù)隨著VIN的增加，VO保持為低。左箭頭走向代表VIN為無(wú)窮值時(shí)，VO為低，當(dāng)VIN降低到VA2時(shí)，VO變?yōu)楦?，VIN繼續(xù)降低時(shí)，VO保持為高。

VA2~VA1被稱為滯回區(qū)間，使用滯回電路的優(yōu)點(diǎn)在于可以避免VIN電壓抖動(dòng)導(dǎo)致比較器的輸出持續(xù)抖動(dòng)，舉個(gè)最簡(jiǎn)單的例子：VIN為電池電壓VBAT，比較器一直監(jiān)視電池電壓，當(dāng)VBAT放電達(dá)到VA2時(shí)，輸出由低變高，但是此時(shí)VBAT電壓可能受外部負(fù)載變化影響，忽高忽低，那就導(dǎo)致比較器輸出不穩(wěn)定，必然導(dǎo)致檢測(cè)邏輯混亂。

分析電路，與輸入輸出特性曲線一樣，電路的分析也應(yīng)按照VIN的兩種走向分析：

VIN由低走向高時(shí)，VO為高，R3相當(dāng)于被拉至VCC，此時(shí)比較器正極電路等效為：

得：

當(dāng)VIN=VA1時(shí)，VO將發(fā)生反轉(zhuǎn)，由高變低。

VIN由高走向低時(shí)，VO為低，R3相當(dāng)于被拉至地，此時(shí)比較器正極電路等效為：

得：

當(dāng)VIN=VA2時(shí)，VO將發(fā)生反轉(zhuǎn)，由低變高，而且VA2必然比VA1小。

事實(shí)上，R1是可以直接接外部參考電源的，R2是可以省略的，但是R3必須要連接到輸出，這樣才能將輸出的狀態(tài)反饋到輸入，分析電路的邏輯與上述的分析邏輯是一致的，只是代入不同的VCC和電阻值而已。

當(dāng)VIN接到正極時(shí)，可得到相反的滯回曲線，如下電路：

可以得到如下特性曲線：

分析邏輯與上述是一致的，使用何種電路是看需要什么樣的輸出邏輯而定的，但是需要記住的是，無(wú)論何種滯回比較器，輸出都是反饋回正極輸入端的。

除此之外，一些比較器是開漏輸出的，這意味著比較器無(wú)法輸出高電平，此時(shí)，可根據(jù)需要在輸出端額外增加上拉電阻。