电子说
比较器是用于对正负两端电压进行比较然后输出相关逻辑的器件,在比较器的应用威廉希尔官方网站 中,为了避免电压在某一阈值的抖动,将比较器设计为滞回比较器威廉希尔官方网站 是很常见的。
任选一款比较器进行说明,选择TI的TLV7011DBVR进行说明,TLV7011DBVR是一款推挽输出,轨到轨的比较器,由此可知,输出高为VCC,输出低为0V,事实上,规格书也会进行规定,实际应用时也应按照规格书的规定进行设计:
TI的产品规格书上也包含了滞回比较器的设计威廉希尔官方网站 ,鉴于此,直接分析此威廉希尔官方网站 ,如下:
可以看到,输入放到了负极,输出经R3和R2反馈回到正极,此威廉希尔官方网站 的分析,建议先谨记一个点,当VIN变的足够高时,输出必然变低,因此,在VIN变的足够低时,那输出应当为高,记住这点,就不难绘出输出和输入的变化曲线,如下:
为了便于了解,先解析波形图,可以看到,横轴为VIN,纵轴为VO,而且曲线上带有箭头,箭头所标代表着VIN的走线,可以看到右箭头走向,代表VIN在0V时,VO为高,随着VIN增加到VA1时,VO开始变为低,此时继续随着VIN的增加,VO保持为低。左箭头走向代表VIN为无穷值时,VO为低,当VIN降低到VA2时,VO变为高,VIN继续降低时,VO保持为高。
VA2~VA1被称为滞回区间,使用滞回威廉希尔官方网站 的优点在于可以避免VIN电压抖动导致比较器的输出持续抖动,举个最简单的例子:VIN为电池电压VBAT,比较器一直监视电池电压,当VBAT放电达到VA2时,输出由低变高,但是此时VBAT电压可能受外部负载变化影响,忽高忽低,那就导致比较器输出不稳定,必然导致检测逻辑混乱。
分析威廉希尔官方网站 ,与输入输出特性曲线一样,威廉希尔官方网站 的分析也应按照VIN的两种走向分析:
VIN由低走向高时,VO为高,R3相当于被拉至VCC,此时比较器正极威廉希尔官方网站 等效为:
得:
当VIN=VA1时,VO将发生反转,由高变低。
VIN由高走向低时,VO为低,R3相当于被拉至地,此时比较器正极威廉希尔官方网站 等效为:
得:
当VIN=VA2时,VO将发生反转,由低变高,而且VA2必然比VA1小。
事实上,R1是可以直接接外部参考电源的,R2是可以省略的,但是R3必须要连接到输出,这样才能将输出的状态反馈到输入,分析威廉希尔官方网站 的逻辑与上述的分析逻辑是一致的,只是代入不同的VCC和电阻值而已。
当VIN接到正极时,可得到相反的滞回曲线,如下威廉希尔官方网站 :
可以得到如下特性曲线:
分析逻辑与上述是一致的,使用何种威廉希尔官方网站 是看需要什么样的输出逻辑而定的,但是需要记住的是,无论何种滞回比较器,输出都是反馈回正极输入端的。
除此之外,一些比较器是开漏输出的,这意味着比较器无法输出高电平,此时,可根据需要在输出端额外增加上拉电阻。
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