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(資料圖片僅供參考)

開環(huán)增益(如何在自動(dòng)控制中找到開環(huán)增益)

或者將幾個(gè)數(shù)據(jù)項(xiàng)進(jìn)行比較，以確定它們是否相等，或者它們之間的大小關(guān)系和排列順序稱為比較。能夠?qū)崿F(xiàn)這種比較功能的電路或器件稱為比較器。比較器是將模擬電壓信號(hào)與參考電壓進(jìn)行比較的電路。比較器的兩個(gè)輸入是模擬信號(hào)，輸出是二進(jìn)制信號(hào)0或1。當(dāng)輸入電壓之差增加或減少，正負(fù)符號(hào)保持不變時(shí)，輸出將保持不變。

比較器可以被視為一個(gè)1位模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)。原則上，運(yùn)算放大器可以在沒有負(fù)反饋的情況下用作比較器，但由于其開環(huán)增益較高，因此只能處理輸入差分電壓非常小的信號(hào)。而且一般情況下，運(yùn)算放大器的延遲時(shí)間過長，無法滿足實(shí)際需求。比較器在調(diào)整后可以提供最小的時(shí)間延遲，但其頻率響應(yīng)特性會(huì)受到一定程度的限制。為了避免輸出振蕩，許多比較器還具有內(nèi)部遲滯電路。比較器的閾值是固定的，有的只有一個(gè)閾值，有的有兩個(gè)閾值。

滯后電壓比較器

遲滯比較器也叫施密特觸發(fā)器，遲滯比較器。這種比較器的特點(diǎn)是當(dāng)輸入信號(hào)ui逐漸增大或減小時(shí)，具有兩個(gè)不相等的閾值，其傳輸特性具有“遲滯”曲線的形狀。

遲滯比較器也有兩種方式:反相輸入和同相輸入。

UR是固定電壓，改變UR值可以改變閾值和遲滯幅度。以圖4(a)所示的反遲滯比較器為例，計(jì)算閾值，繪制傳輸特性。

圖4滯后比較器及其傳輸特性(a)反相輸入；(b)非反相輸入

1、前進(jìn)的過程

正向過程的閾值是

Abcd段形成電壓傳輸特性

2、否定過程

負(fù)過程的閾值是

形成了關(guān)于電壓傳輸特性缺省部分。因?yàn)槠湫螤铑愃朴诖艤鼐€，所以被稱為磁滯電壓比較器。利用閾值計(jì)算的臨界條件和疊加原理方法，不難計(jì)算出圖4(b)所示的同相遲滯比較器的兩個(gè)閾值。

兩個(gè)閾值之間的差δuth = ut h1–ut H2稱為回波差。

從上面的分析可以看出，改變R2值可以改變齒隙的大小，調(diào)整UR可以改變UTH1和UTH2，但不影響齒隙的大小。也就是說，滯后比較器的傳輸特性將平行于右側(cè)或左側(cè)移動(dòng)，滯后曲線的寬度將保持不變。

圖5比較器(a)輸入波形的波形變換；(b)輸出波形

例如，磁滯比較器的傳輸特性和輸入電壓的波形如圖6(a)和6 (b)所示。根據(jù)傳輸特性和兩個(gè)閾值(UTH2=-2V，ut H2 =–2V)，可以畫出輸出電壓uo的波形，如圖6(c)所示。從圖(c)可以看出，UTH1和UTH2之間ui的變化不會(huì)引起uo的跳變。然而，輸出電壓的滯后也是由齒隙引起的，這使得電平鑒別誤差。

圖6說明了磁滯比較器的強(qiáng)抗干擾能力(a)已知的傳輸特性；(b)已知的ui波形；(c)根據(jù)傳輸特性和ui波形繪制的uo波形

磁滯比較儀的工作原理

一般在滯環(huán)電路中VoH和Voh是相等的(圖中運(yùn)算放大器的工作原理是兩端的電壓比)。當(dāng)輸出Vo為高電平Voh時(shí)，V+的端電壓等于(Voh-VREF)/(R1+R2)。只要此時(shí)V-小于V+，VOH就保持不變，當(dāng)V-增加時(shí)，VO就保持低。

當(dāng)V輸入降低時(shí)，在電壓跳到高電平Voh之前，它必須降低到V+的變化值，這會(huì)形成遲滯。

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