CN101394165A - 微分滞环比较器及其应用 - Google Patents
微分滞环比较器及其应用 Download PDFInfo
- Publication number
- CN101394165A CN101394165A CNA2008102019613A CN200810201961A CN101394165A CN 101394165 A CN101394165 A CN 101394165A CN A2008102019613 A CNA2008102019613 A CN A2008102019613A CN 200810201961 A CN200810201961 A CN 200810201961A CN 101394165 A CN101394165 A CN 101394165A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- comparator
- differentiation
- hysteresis comparator
- input
- output
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 230000004069 differentiation Effects 0.000 title claims description 81
- 230000009977 dual effect Effects 0.000 claims description 9
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims description 6
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 abstract description 4
- 230000001172 regenerating effect Effects 0.000 abstract description 3
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 9
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 9
- 230000004044 response Effects 0.000 description 2
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 2
- 230000007306 turnover Effects 0.000 description 2
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
Images
Abstract
本发明涉及一种微分滞环比较器及其应用，属于信号处理、自动控制与电子设备领域。微分滞环比较器由电压比较器与阻容微分电路组成，阻容微分电路构成正反馈电路，微分滞环比较器有二种特殊形式：反相过零比较器与同相过零比较器。其应用之一：方波振荡器由微分滞环比较器与阻容构成的积分电路组成；其应用之二：PWM脉冲波形发生器由微分滞环比较器、电压跟随器、三角波发生器及电阻等组成。微分滞环比较器具有较强的抗干扰能力，对工作信号具有较高的灵敏度，且对缓慢变化的信号具有较快的响应速度，其输出波形在跃变时还具有良好的陡度。
Description
技术领域
本发明涉及一种微分滞环比较器及其应用，属于信号处理、自动控制与电子设备领域。
背景技术
电压比较器输入模拟信号，输出差值极性脉冲信号，应用于模拟信号大小比较、模数转换、开关电路或脉冲电路中。电压比较器对输入信号的波动非常敏感，抗干扰能力相对较弱，输出波形跃变时的陡度相对较差。
滞环比较器也称滞回比较器或施密特比较器(触发器)，由电压比较器(或运算放大器)与分压电阻构成的正反馈电路组成，具有迟滞特性与消除抖动功能，抗干扰能力强，在信号处理电路、自控系统及电子仪器设备中得到广泛应用。
滞环比较器的回差电压取决于正反馈分压电阻，大小固定不变，对输入信号波动的敏感程度相对较弱且与时间无关，对缓变信号的响应速度相对较慢。
发明内容
本发明的目的是提供一种微分滞环比较器及其应用。
本发明的目的是通过下述方案实现的。
一种微分滞环比较器，采用单电源供电或双电源供电，有二个信号输入端即反相信号输入端ui1与同相信号输入端ui2、一个信号输出端uo、二个电源端即负电源端-Pv与正电源端+Pv，其特征在于：微分滞环比较器由电压比较器B1、电阻R0与R1及电容C1组成，比较器B1的负输入端接为微分滞环比较器的反相输入端ui1，比较器B1的正输入端通过电阻R0接为微分滞环比较器的同相输入端ui2，电容C1与电阻R1串联后跨接在比较器B1的输出端与正输入端之间，比较器B1的输出端接为滞环比较器的输出端uo。
微分滞环比较器的电路原理图如图1所示。
微分滞环比较器有二种特殊形式：反相过零比较器与同相过零比较器，反相过零比较器与同相过零比较器均采用双电源供电，有一个信号输入端、一个信号输出端、二个电源端即负电源端-Pv与正电源端+Pv；反相过零比较器：将微分滞环比较器的同相输入端接地，微分滞环比较器的反相输入端即为反相过零比较器的信号输入端，微分滞环比较器的信号输出端即为反相过零比较器的信号输出端；同相过零比较器：将微分滞环比较器的反相输入端接地，微分滞环比较器的同相输入端即为同相过零比较器的信号输入端，微分滞环比较器的信号输出端即为同相过零比较器的信号输出端。
反相过零比较器的电路原理图如图2a所示，同相过零比较器的电路原理图如图2b所示。
普通滞环比较器即分压滞环比较器的回差电压取决于正反馈分压电阻，大小固定不变。微分滞环比较器的电阻R0、R1及电容C1组成微分电路，微分滞环比较器的回差电压则取决于阻容微分电路的参数，当微分滞环比较器的状态刚刚翻转时，电容的充电电流最大，通过阻容电路分压得到的回差电压最高，此时微分滞环比较器输出状态翻转需要一个绝对值较大的反向输入电压(反相输入端与同相输入端的压差)，即对于窄脉冲需要绝对值较大的反向输入电压才能使微分滞环比较器的输出状态翻转；而随着微分滞环比较器输出状态翻转后时间的推移，电容的充电电流逐渐减小，通过阻容电路分压得到的回差电压降低，此时微分滞环比较器的输出状态翻转需要的反向输入电压的绝对值较低，即对于宽脉冲仅需要绝对值较低的输入电压即可使微分滞环比较器的输出状态翻转。
输入高频信号时，微分滞环比较器的输出若同频翻转，微分电容接近短路，通过阻容电路分压得到的回差电压较高，此时微分滞环比较器输出状态的翻转需要一个较高的反向输入电压，即对于高频信号需要绝对值较大的输入电压使微分滞环比较器的输出状态翻转；输入低频信号时，微分滞环比较器的微分电容接近于开路，通过阻容电路分压得到的回差电压很低，此时微分滞环比较器输出状态的翻转需要的反向输入电压也较低，即对于低频信号仅需要绝对值较低的输入电压即可使微分滞环比较器的输出状态翻转。
微分滞环比较器的传输特性如图3所示。
反相过零比较器的传输特性如图4a所示，同相过零比较器的的传输特性如图4b所示。
高频或窄脉冲工作时，微分滞环比较器的传输特性较接近分压滞环比较器的传输特性；而低频或宽脉冲工作时，微分滞环比较器的传输特性较接近普通电压比较器的传输特性。
微分滞环比较器的正反馈电路采用阻容微分电路，微分滞环比较器的输出状态刚翻转时回差电压较大，而后随时间的推移回差电压逐渐减小，对输入信号波动的敏感程度逐渐增加。微分滞环比较器具有较强的抗干扰能力，对工作信号具有较高的灵敏度，且对缓慢变化的信号具有较快的响应速度，微分滞环比较器的输出波形在跃变时还具有良好的陡度。
组成微分滞环比较器的电压比较器可以采用运算放大器或具有类似功能的电路代替。微分滞环比较器的电阻R0、R1的取值通常(但不限于)取5KΩ～50KΩ。
本发明涉及的微分滞环比较器采用半导体器件与阻容元件构成，结构简单、体积小、成本低，并具有良好的工作特性，在信号处理电路、自控系统及电子仪器设备等方面有广泛的应用价值。
附图说明
图1微分滞环比较器电路原理图。
图2a、2b反相过零比较器与同相过零比较器电路原理图。
图3微分滞环比较器的传输特性。
图4a、4b反相过零比较器与同相过零比较器的传输特性。
图5方波振荡器电路原理图。
图6方波振荡器的工作波形。
图7PWM脉冲波形发生器电路原理图。
图8a、8b PWM脉冲波形发生器的工作波形。
具体实施方式
结合附图对本发明的实施例说明如下：
实施例1
方波振荡器
方波振荡器的原理图如图5所示。
方波振荡器由微分滞环比较器与阻容构成的积分电路组成，方波振荡器采用双电源供电，微分滞环比较器的同相输入端接地，方波振荡器阻容积分电路的输入端接微分滞环比较器的输出端，阻容积分电路的输出端接微分滞环比较器的反相输入端，即构成积分电路的电阻跨接在微分滞环比较器的输出端与反相输入端之间，构成积分电路的电容跨接在微分滞环比较器的反相输入端与接地之间。
电压比较器输出高电平时，积分电路的输出即比较器的负输入端电压逐渐升高，微分电路的输出即比较器的正输入端电压突变上升后逐渐下降(趋向于零)，当比较器的负输入端电压超过比较器的正输入端电压时比较器状态翻转输出低电平；电压比较器输出低电平时，积分电路的输出即比较器的负输入端电压逐渐下降，微分电路的输出即比较器的正输入端电压突变下降后逐渐升高(趋向于零)，当比较器的负输入端电压低于比较器的正输入端电压时比较器状态翻转输出高电平，如此电路形成振荡。由于阻容的时间常数固定，输出脉冲波形的正负脉宽相同，输出波形为方波。
方波振荡器的工作波形如图6所示。
方波振荡器的工作频率取决于积分电路与微分电路的时间常数，改变相应的电阻值或电容值即可改变其工作频率。
实施例2
PWM脉冲波形发生器
PWM脉冲波形发生器原理图如图7所示。
PWM脉冲波形发生器由微分滞环比较器、电压跟随器A1、三角波发生器、电阻R2与R3组成，PWM脉冲波形发生器采用双电源供电，微分滞环比较器的同相输入端接地，微分滞环比较器的反相输入端通过电阻R2与R3分别接跟随器A1的输出端与三角波发生器的输出端，跟随器A1的输入端输入PWM脉冲波形占空比控制电压，输入控制电压经跟随器A1输出与三角波发生器输出的三角波电压通过电阻R2与R3进行叠加，经过微分滞环比较器输出一个PWM脉冲电压波形。
当控制电压的绝对值较小即PWM脉冲波形发生器输出宽脉冲时，由于微分滞环比较器的微分时间常数相对较小，微分滞环比较器的工作情形如同普通电压比较器，PWM脉冲波形发生器输出正常的PWM脉冲波形。当控制电压的绝对值较大即PWM脉冲波形发生器输出窄脉冲时，由于微分滞环比较器的微分时间常数不可忽略，微分滞环比较器的工作情形近似于分压滞环电压比较器，PWM脉冲波形发生器输出脉宽最小值一定的PWM脉冲波形。
PWM脉冲波形发生器工作波形如图8a、图8b所示。
PWM脉冲波形发生器采用微分滞环比较器代替普通电压比较器，避免出现过窄的脉冲，这对应用于功率驱动时减小驱动电路的开关损耗、提高效率是有益的。
Claims (5)
1.一种微分滞环比较器，采用单电源供电或双电源供电，有二个信号输入端即反相信号输入端ui1与同相信号输入端ui2、一个信号输出端uo、二个电源端即负电源端-Pv与正电源端+Pv，其特征在于：微分滞环比较器由电压比较器B1、电阻R0与R1及电容C1组成，比较器B1的负输入端接为微分滞环比较器的反相输入端ui1，比较器B1的正输入端通过电阻R0接为微分滞环比较器的同相输入端ui2，电容C1与电阻R1串联后跨接在比较器B1的输出端与正输入端之间，比较器B1的输出端接为滞环比较器的输出端uo。
2.按权利要求1所述的微分滞环比较器，即为反相过零比较器形式，其特征在于：反相过零比较器采用双电源供电，有一个信号输入端、一个信号输出端、二个电源端即负电源端-Pv与正电源端+Pv；反相过零比较器：将微分滞环比较器的同相输入端接地，微分滞环比较器的反相输入端即为反相过零比较器的信号输入端，微分滞环比较器的信号输出端即为反相过零比较器的信号输出端。
3.按权利要求1所述的微分滞环比较器，即为同相过零比较器形式，其特征在于：同相过零比较器采用双电源供电，有一个信号输入端、一个信号输出端、二个电源端即负电源端-Pv与正电源端+Pv；同相过零比较器：将微分滞环比较器的反相输入端接地，微分滞环比较器的同相输入端即为同相过零比较器的信号输入端，微分滞环比较器的信号输出端即为同相过零比较器的信号输出端。
4.一种微分滞环比较器的应用：方波振荡器，其特征在于：方波振荡器由微分滞环比较器与阻容构成的积分电路组成，方波振荡器采用双电源供电，微分滞环比较器的同相输入端接地，方波振荡器阻容积分电路的输入端接微分滞环比较器的输出端，阻容积分电路的输出端接微分滞环比较器的反相输入端，即构成积分电路的电阻跨接在微分滞环比较器的输出端与反相输入端之间，构成积分电路的电容跨接在微分滞环比较器的反相输入端与接地之间。
5.一种微分滞环比较器的应用：PWM脉冲波形发生器，其特征在于：PWM脉冲波形发生器由微分滞环比较器、电压跟随器A1、三角波发生器、电阻R2与R3组成，PWM脉冲波形发生器采用双电源供电，微分滞环比较器的同相输入端接地，微分滞环比较器的反相输入端通过电阻R2与R3分别接跟随器A1的输出端与三角波发生器的输出端，跟随器A1的输入端输入PWM脉冲波形占空比控制电压，输入控制电压经跟随器A1输出与三角波发生器输出的三角波电压通过电阻R2与R3进行叠加，经过微分滞环比较器输出一个PWM脉冲电压波形。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN2008102019613A CN101394165B (zh) | 2008-10-30 | 2008-10-30 | 微分滞环比较器及其应用 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN2008102019613A CN101394165B (zh) | 2008-10-30 | 2008-10-30 | 微分滞环比较器及其应用 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN101394165A true CN101394165A (zh) | 2009-03-25 |
| CN101394165B CN101394165B (zh) | 2011-05-04 |
Family
ID=40494284
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN2008102019613A Expired - Fee Related CN101394165B (zh) | 2008-10-30 | 2008-10-30 | 微分滞环比较器及其应用 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN101394165B (zh) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104467387A (zh) * | 2014-12-01 | 2015-03-25 | 沈阳工业大学 | 抑制变频器共模电压的有源滤波器 |
| CN106645881A (zh) * | 2016-11-25 | 2017-05-10 | 佛山科学技术学院 | 一种可跟踪峰值的检测电路 |
| CN110007108A (zh) * | 2017-12-15 | 2019-07-12 | 罗伯特·博世有限公司 | 用于评估电机的相位信号的装置 |
| JP2021040257A (ja) * | 2019-09-04 | 2021-03-11 | ローム株式会社 | 電圧比較回路 |
| CN112803928A (zh) * | 2020-12-31 | 2021-05-14 | 苏州伟创电气科技股份有限公司 | 灵敏度可视电路、探纬装置及织机设备 |
| CN113595530A (zh) * | 2021-07-26 | 2021-11-02 | 国电南瑞科技股份有限公司 | 一种适用于电力二次设备的运行监视控制电路 |
| WO2022100072A1 (zh) * | 2020-11-10 | 2022-05-19 | 青岛海尔洗衣机有限公司 | 洗衣机 |
-
2008
- 2008-10-30 CN CN2008102019613A patent/CN101394165B/zh not_active Expired - Fee Related
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104467387A (zh) * | 2014-12-01 | 2015-03-25 | 沈阳工业大学 | 抑制变频器共模电压的有源滤波器 |
| CN106645881A (zh) * | 2016-11-25 | 2017-05-10 | 佛山科学技术学院 | 一种可跟踪峰值的检测电路 |
| CN110007108A (zh) * | 2017-12-15 | 2019-07-12 | 罗伯特·博世有限公司 | 用于评估电机的相位信号的装置 |
| JP2021040257A (ja) * | 2019-09-04 | 2021-03-11 | ローム株式会社 | 電圧比較回路 |
| US11742844B2 (en) | 2019-09-04 | 2023-08-29 | Rohm Co., Ltd. | Voltage comparison circuit |
| WO2022100072A1 (zh) * | 2020-11-10 | 2022-05-19 | 青岛海尔洗衣机有限公司 | 洗衣机 |
| CN112803928A (zh) * | 2020-12-31 | 2021-05-14 | 苏州伟创电气科技股份有限公司 | 灵敏度可视电路、探纬装置及织机设备 |
| CN112803928B (zh) * | 2020-12-31 | 2024-03-12 | 苏州伟创电气科技股份有限公司 | 灵敏度可视电路、探纬装置及织机设备 |
| CN113595530A (zh) * | 2021-07-26 | 2021-11-02 | 国电南瑞科技股份有限公司 | 一种适用于电力二次设备的运行监视控制电路 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN101394165B (zh) | 2011-05-04 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN101394165B (zh) | 微分滞环比较器及其应用 | |
| CN103401406B (zh) | 用于dc-dc转换器轻负载跳脉冲模式的纹波减小电路 | |
| CN203872056U (zh) | 一种恒功率控制的直流电源 | |
| CN205232174U (zh) | 一种振荡电路 | |
| CN105811761A (zh) | 一种电流采样电路及集成电流采样电路的boost电路 | |
| CN102931832B (zh) | 脉宽调制型可调阻容电路及其调节方法 | |
| CN104319984B (zh) | 智能调节最大占空比的pwm控制电路 | |
| CN103607109A (zh) | 一种电源软启动电路 | |
| CN107154722B (zh) | 一种应用于开关式稳压器的pwm和pfm的自动切换电路 | |
| CN103872998B (zh) | H桥pwm功率放大器过流保护电路 | |
| CN203135826U (zh) | 电压型栅控器件的驱动电路 | |
| CN203397234U (zh) | 一种供电电路 | |
| CN204615633U (zh) | 一种电源电路 | |
| CN102158207B (zh) | 开关晶体管驱动信号的脉冲调制方法及脉冲调制电路 | |
| CN204046570U (zh) | 单片机端口电平输入保护电路 | |
| CN201222179Y (zh) | 微分滞环比较器 | |
| CN106230303B (zh) | 一种可减小星载相控阵脉冲电源输入电流脉动的控制电路 | |
| CN203574621U (zh) | 一种基于激光测距的脉冲开关驱动电路 | |
| CN204031108U (zh) | 一种驱动芯片脉宽限幅保护电路 | |
| CN204013206U (zh) | 电源软启动电路 | |
| CN202019299U (zh) | 一种基于mos的蓄电池无感倍压装置 | |
| CN206640829U (zh) | 低压差输出电流过冲抑制电路 | |
| CN204836006U (zh) | 一种直流电动机驱动电路及具有该电路的电子设备 | |
| CN104079156A (zh) | 一种电源软启动电路 | |
| CN103187945A (zh) | 一种脉宽可控的晶体振荡器 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| ASS | Succession or assignment of patent right |
Owner name: JIANGSU HUAAN SCIENTIFIC RESEARCH DEVICES CO., LTD Free format text: FORMER OWNER: SHANGHAI UNIVERSITY Effective date: 20140516 |
|
| C41 | Transfer of patent application or patent right or utility model | ||
| COR | Change of bibliographic data |
Free format text: CORRECT: ADDRESS; FROM: 200444 BAOSHAN, SHANGHAI TO: 226600 NANTONG, JIANGSU PROVINCE |
|
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20140516 Address after: 226600, No. 8 Xin Gang Road, Haian Development Zone, Haian County, Jiangsu, Nantong Patentee after: JIANGSU HUA'AN SCIENTIFIC RESEARCH DEVICES Co.,Ltd. Address before: 200444 Baoshan District Road, Shanghai, No. 99 Patentee before: Shanghai University |
|
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20110504 |
|
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |