基本概念

滞回比较器（Hysteresis Comparator），又称施密特触发器（Schmitt Trigger），是一种具有迟滞特性的电压比较器。与普通比较器不同，滞回比较器具有两个不同的阈值电压：上限阈值（VTH）和下限阈值（VTL），形成所谓的"滞回窗口"或"迟滞带"。

工作原理

双阈值特性：当输入电压上升时，比较器在VTH处翻转；当输入电压下降时，在VTL处翻转。

滞回电压：VH = VTH - VTL，这个差值防止输入信号在阈值附近抖动时输出频繁跳变。

抗干扰能力：由于滞回特性，可以有效抑制输入信号中的噪声干扰。

典型电路结构

常见的滞回比较器电路有两种主要形式：

反相滞回比较器：

输入信号接反相输入端

正反馈通过电阻网络实现

同相滞回比较器：

输入信号接同相输入端

同样采用正反馈结构

阈值电压计算

对于典型的运放滞回比较器电路：

上限阈值 VTH = (R2/(R1+R2)) × Vref + (R1/(R1+R2)) × VOH

下限阈值 VTL = (R2/(R1+R2)) × Vref + (R1/(R1+R2)) × VOL

滞回电压 VH = VTH - VTL = (R1/(R1+R2)) × (VOH - VOL)

其中VOH和VOL分别是输出的高电平和低电平电压。

特点与优势

噪声抑制：有效防止输入信号在阈值附近波动导致的输出抖动

信号整形：可将缓慢变化的信号或含噪声的信号转换为清晰的数字信号

稳定性：避免了普通比较器在阈值附近的振荡问题

应用领域

信号整形与波形转换

开关去抖电路

电平检测与监控

脉冲宽度调制(PWM)电路

模数转换接口电路

设计注意事项

根据输入信号噪声水平合理设置滞回窗口大小

考虑比较器的响应速度与应用需求匹配

注意电源电压与输入信号范围的兼容性

在高速应用中需考虑传输延迟影响