迟滞比较器电路结构图及电路分析

2023-6-8 18:07| 发布者: 开心| 查看: 396| 评论: 0

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摘要: 迟滞比较器对输入电源纹波电压具有一定的稳定性，这期主要从仿真以及测试的来进行验证。关键词：迟滞比较器; 01电路结构图电路结构图如图1-1所示：图1-1 图1-1电路中 ...

    迟滞比较器对输入电源纹波电压具有一定的稳定性，这期主要从仿真以及测试的来进行验证。
  关键词：迟滞比较器;
  01电路结构图
  电路结构图如图1-1所示：

  图1-1
  图1-1电路中比较器采用LM339，由于339内部结构，需要使用电阻R2进行上拉处理，输出高电平电压为5V，输出低电平电压为0V。
  02电路测试
  图1-2所示是测试上行滞回比较器，下面那个下行滞回比较器不做测试，其输出不接电阻R19，以免造成影响：

  图1-2 测试上行滞回比较器电路图
  测试方法：通过修改电源V1电压改变节点V1的电压，测出回差电压。
  03电路分析
  图1-1节点一所在的是“上行滞回比较器——带参考电源”，其中V4为参考电源Vref，V1为输入电源Vin，得比较器U3A的电压回差公式为：

代入数值计算可得：

当电源V1为5V时，节点1处的电压为：

V1所在支路的电阻之后为：

其中将电阻R2和电阻R3合并可得：

设置节点1为阈值电压3.3V，电源V1电压值为：

设置节点1处电压每次递减10mV，电源V1每次递减/递增电压为：

  由于式(1.2)求得回差电压为50mV，回差电压的中心电压是以3.3V为中心的，所以理论上节点1的输入电压在(3.275V~3.325V)之间，电压不会发生跃变。
  04仿真测试
  根据式(1.6)求得的电源V1增加或者减小的改变值，在初始电压4.9368V上加上干扰电压源V5(使用交流电源为干扰电源，设置频率为20K，电压赋值为0.015V)，仿真电路图如图1-3所示，交流电源V5设置参数如图1-4所示：

图1-4 测试仿真电流图

  图1-5 交流电源参数图
  更改交流电源的值，从而增加电源V1的纹波电压，测试数据如下所示：
  (1)、交流电源V5幅值电压0.015V 电源V1纹波电压：30mV
  (2)、交流电源V5幅值电压0.030V 电源V1纹波电压：60mV
  (3)、交流电源V5幅值电压0.045V 电源V1纹波电压：90mV
  (4)、交流电源V5幅值电压0.060V 电源V1纹波电压：120mV
  (5)、交流电源V5幅值电压0.075V 电源V1纹波电压：150mV
  测试(1)数据，示波器红色信号为输入电压纹波，黄色信号为输出信号，波形如图1-6所示：

  图1-6 测试数据(1)
  图1-6表明输入信号纹波电压在30mV，输出电压为高电平。
  测试(2)数据，示波器红色信号为输入电压纹波，黄色信号为输出信号，波形如图1-7所示：

  图1-7 测试数据(2)
  图1-7表明输入信号纹波电压在60mV，输出电压为高电平。
  测试(3)数据，示波器红色信号为输入电压纹波，黄色信号为输出信号，波形如图1-8所示：

  图1-8 测试数据(3)
  图1-8表明输入信号纹波电压在90mV，输出电压为低电平，从这里输出信号开始变化，但是不会跃变。
  测试(4)数据，示波器红色信号为输入电压纹波，黄色信号为输出信号，波形如图1-9所示：

  图1-9 测试数据(4)
  图1-9表明输入信号纹波电压在120mV，输出电压为低电平。
  测试(5)数据，示波器红色信号为输入电压纹波，黄色信号为输出信号，波形如图1-10所示：

  图1-10 测试数据(5)
  图1-10表明输入信号纹波电压在150mV，输出电压为方波信号，输出电压随着输入信号一起变化，说明纹波电压过大，超过迟滞比较器设定的电压回差。
  实际测试表明输入电压纹波在120mV，输出电压发生跃变变化; 理论上节点1的输入电压纹波在50mV之间，电压不会发生跃变，对应的电源V1输入电压纹波在75mV; 与实际测得的120mV，其原因是比较器不是理想的，会存在一定的误差。

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