這一期計算上行滯回比較器——帶參考電壓的遲滯寬度,采用兩種方法,第一是基于“虛短虛斷”理論的理論分析方法,第二種是電路分析法來計算,兩種各不相同。
關鍵詞:上行滯回比較器;遲滯寬度;
01電路結構圖
如圖1-1所示,“上行滯回比較器——帶參考電壓”的電路圖:
圖1-1 滯回比較器——帶參考電壓電路圖
圖1-1電路中比較器采用LM339,以5V作為U3A的輸入電源,那么輸出電壓高電平Voh=5V,輸出電壓低電平為Vol=0V,由于339內部結構,需要使用電阻R2進行上拉處理。
02電路分析方法1
根據運放的“虛短”可以知道:
根據運放的“虛斷”可以知道,沒有電流流過運放,所以得:
其中已知閾值電壓為:
所以輸入電壓Vin可以根據式(1.2)和式(1.3)為:
當輸入電壓Vin高于閾值電壓,輸出電壓為高電平Voh=5V;同理,當輸入電壓Vin低于閾值電壓,輸出電壓為低電平Vol=0V,即:
其電壓回差(遲滯寬度)為:
代入值,求得對于節點1輸入的電壓回差(遲滯寬度):
當電源V1為5V時,節點1處的電壓為:
V1所在支路的電阻之后為:
其中將電阻R2和電阻R3合并可得:
設置節點1為閾值電壓3V,電源V1電壓值為:
設置節點1處電壓每次遞減10mV,電源V1每次遞減/遞增電壓為:
那么電源V1的電壓回差可用式(1.7)計算為:
計算可得電源V1的電壓回差為75mV,電源V1的輸入范圍為(4.451,4.526)。
03路分析方法2
設置節點1為閾值電壓3V,電源V1電壓值為:
當節點1電壓大于3V時,輸出電壓Vo就為高電平,此時電源V1電壓為比較器U3A的遲滯上限電壓;同理,當節點1電壓小于3V時,輸出電壓Vo就為低電平,此時電源V1電壓為比較器U3A的遲滯下限電壓。
遲滯上限電壓:
當輸出電壓Vo由低電平即將變化為高電平時(輸出電壓Vo此時還是低電平0V):
V1所在支路的電阻之后為:
其中將電阻R2和電阻R3合并可得:
求解節點電壓VinH,并將V0L=0代入,VinH為:
同時求解節點1為3.03V對應電源V1的遲滯上限電壓為:
遲滯下限電壓:
當輸出電壓Vo由高電平即將變化為低電平時(輸出電壓Vo此時還是高電平5V):
V1所在支路的電阻之后為:
其中將電阻R2和電阻R3合并可得:
求解節點電壓VinH,并將V0H=5V代入,VinH為:
同時求解節點1為2.98V對應電源V1的遲滯下限電壓為:
比較器U3A設定的遲滯寬度為:
計算可得電源V1的電壓回差為75mV,電源V1的輸入范圍為(4.451,4.526)。
兩種方法結果都是一樣的!
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