如何分辨滞回比较器？

单限比较器电路简单，灵敏度高，但其抗干扰能力差。如果输入电压受到干扰或噪声的影响，在门限电平上下波动，则输出电压将在高、低两个电平之间反复跳变，如图5.38所示。若用此输出电压控制电动机等设备，将出现误操作。为解决这一问题，常常采用滞回电压比较器（也称为迟滞比较器）。

图5.38　存在干扰时，单限比较器的输出、输入波形

滞回电压比较器通过引入上、下两个门限电压，以获得正确、稳定的输出电压。下面以反相输入的滞回电压比较器为例，介绍其工作原理。

如图5.39（a）所示电路，输入信号ui接在运放的反相输入端，而同相输入端接参考电压UREF，电路还通过引入正反馈电阻Rf加速集成运放的状态转换速度。另外，在输出回路中，接有起限幅作用的电阻和双向稳压管，将输出电压的幅度限制在±UZ。

图5.39　反相滞回电压比较器

根据运放工作在非线性区的特点，当反相输入端与同相输入端电位相等时，即u＋＝u－时，输出端的状态发生跳变。其中u＋＝ui；u＋则由参考电压UREF及uo共同决定，uo有两种可能的状态，＋UZ或－UZ。由此可见，使输出电压由＋UZ跳变为－UZ，以及由－UZ跳变为＋UZ所需的输入电压值是不同的。也就是说，这种电压比较器有两个门限电压，故传输特性呈滞回形状，如图5.39（b）所示。

该比较器的两个门限电压可由下式求出：

上述两个门限电压之差称为门限宽度或回差，用符号ΔUTH表示。由式（5－19）和式（5－20）可得

可见，门限宽度取决于稳压管的稳定电压UZ以及电阻R2和Rf的值，而与参考电压UREF无关。改变UREF的大小可以同时调节两个门限电压UTH1和UTH2的大小，但两者之差不变，即滞回曲线的宽度保持不变。(www.xing528.com)

滞回电压比较器用于控制系统时，主要优点是抗干扰能力强。当输入信号受干扰或噪声的影响而上下波动时，只要根据干扰或噪声电平适当调整滞回电压比较器两个门限电平UTH1和UTH2的值，就可以避免比较器的输出电压在高、低电平之间反复跳变，如图5.40所示。

例题5－4　在图5.39（a）所示的滞回比较器中，假设参考电压UREF＝6V，双向稳压管的稳定电压UZ＝4V，电路其他参数为R2＝30kΩ，Rf＝10kΩ，R1＝7.5kΩ。

①试估算两个门限电平UTH1和UTH2以及门限宽度ΔUTH；

图5.40　存在干扰时，滞回比较器的输入、输出波形

②设电路其他参数不变，参考电压UREF由6V增大至18V，估算UTH1、UTH2及ΔUTH的值，分析传输特性如何变化；

③设电路其他参数不变，UZ增大，定性分析两个门限电平及门限宽度将如何变化。

解　①由式（5－19）、式（5－20）和式（5－21）可得

②当UREF＝18V时，

可见当UREF增大时，UTH1和UTH2同时增大，但门限宽度ΔUTH不变。此时传输特性将向右平行移动，全部位于纵坐标右侧。

③由式（5－19）～式（5－21）可知，当UZ增大时，UTH1将增大，UTH2将减小，故ΔUTH将增大，即传输特性将向两侧伸展，门限宽度变宽。