一文理解比较器和迟滞的那些事

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比较器和迟滞是电子工程中常用的两个概念，它们在电路设计中起着至关重要的作用。比较器是一种电路，它能够将两个电压进行比较并输出高低电平信号，常用于电压检测、信号放大、自动控制等领域；而迟滞则是指在一个电路中，由于元器件的特性或设计的原因，使得电路输出的信号在输入信号变化时有一定的延迟或滞后。本文将详细介绍比较器和迟滞的原理、应用和常见问题，并提供一些实用的解决方案。

比较器是专门设计用来比较两个输入端的信号的，通常用于将变化信号与固定的基准电压信号作比较。如果同相端输入的信号VIN+大于反相端的信号VIN- (加上失调电压Vos)，比较器的输出为逻辑"1"，反之则为逻辑"0"。       

一、什么是迟滞？为什么比较器要加迟滞？

迟滞可以理解为迟于比较点一段距离再动作，给比较器传递函数增加少量的正反馈即可达到迟滞的目的。
采用比较器直接对输入信号与参考电压进行比较，容易导致输出电平在比较点附近发生多次反转。

这是因为比较器反应速度过快，输入端电压的噪声使输入信号在比较点上下摆动，因此导致输出电平多次反转，看起来就像输出“振荡”的现象。


迟滞比较器的特点是比较器的输入电压在基准电压附近不敏感，如下图所示，比较点是Vos，可以看出超过以Vos ± VH/2为边界的范围，否则以Vos为中心的输入噪声不会引起比较器切换状态。

比较器内部一般会加V Hysteresis（迟滞电压，也叫阈值电压）常见5~10mV，一般输入信号需要更大的阈值范围，则需要通过外加迟滞来设定比较器输出反转的上下限来增大阈值电压。但同时，给比较器增加额外的迟滞同时会降低比较器的有效分辨率，可分辨的最小信号等于阈值电压之差。

      

二、比较器加迟滞的方法：

迟滞比较器按输入可分为反相输入迟滞比较器和同相输入迟滞比较器。
1. 同相输入迟滞比较器：反相端接VERF参考电压，同相端接输入信号。
2. 反相输入迟滞比较器：反相端接输入信号，同相端接VERF参考电压。
下面以反相输出迟滞比较器做分析：   设计比较器参考电压为2.5V，迟滞电压为400mV。

当VIN-＜VIN+ ，VOUT 高电平=5V，此时VIN+输入电压等于反馈电阻576k与上拉电阻100k并联后再与IN+对地电阻100k分压，此时VIN+=2.7V，当VIN->2.7V时，输出才会拉低。VH=(Rx//Rh)/[Ry+(Rx//Rh)]*5V同理，当VIN-＞VIN+ ，VOUT 低电平=0V，分压计算后VIN+=2.3V，当 VIN- ＜ 2.3V 后，输出才会拉高。VL=Rx/[Rx+(Ry//Rh)]*5V

三、比较器不外加迟滞到底行不行？

   如果比较器的V Hysteresis可以覆盖输入电压的噪声是可以不外加迟滞的。

四、比较器没迟滞误触发怎么通过外围参数改善？

如果忘记了加迟滞比较器，在现有的比较器进行改善，主要有两个思路可供参考：
a.增加输入信号速度，是的输入信号快速穿过比较点，减小输入信号在比较点摆动的情况，可以通过减少输入电路的延时环节-RC来加快输入信号斜率。
    b.另一方面可以减小输出电平在短时间（即输入信号在比较点摆动的时间）内可反转能力，对于OD的比较器，可以增大上拉电阻和输出电容来增加反转时间。

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