专利名称：微分滞环比较器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种微分滞环比较器，属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触发器，由运算放大器(或电压比较器)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。
滞环比较器的滞回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
本实用新型的目的是提供一种微分滞环比较器。 本实用新型的目的是通过下述技术方案实现的。
一种双电源型微分滞环比较器，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、 一个接地端，其特征在于微
分滞环比较器由电压比较器A1与电容C1及电阻R1、 R2组成，比较器A1的负输入 端接为微分滞环比较器的信号输入端，比较器A1的正输入端通过电阻R2接地，电 容C1与电阻R1串联并跨接在比较器Al的输出端与正输入端之间，比较器A1的输 出端接为滞环比较器的输出端。双电源供电的微分滞环比较器的电路原理图如图1 所示。
一种单电源型微分滞环比较器，采用单电源供电，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，其特征在于微分滞环比较器 由电压比较器Al与电容C1及电阻R1、 R2、 R3组成，比较器Al的负输入端接为微 分滞环比较器的信号输入端，比较器A1的正输入端通过电阻R2与电阻R3分别接负 电源端与正电源端，电容C1与电阻R1串联并跨接在比较器Al的输出端与正输入端 之间，比较器A1的输出端接为滞环比较器的输出端。单电源供电的微分滞环比较器的电路原理图如图2所示。
普通滞环比较器的滞回电压(即电压比较器的正输入端电压)取决于正反馈分压 电阻，大小固定不变。而微分滞环比较器的滞回电压(即比较器Al的正输入端电压) 取决于阻容微分电路，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滞回电压最高，此时微分滞环比较器输出状态翻转需要一个 较高的反向输入电压，即对于窄脉冲需要绝对值较大的输入电压才能使微分滞环比较 器的输出状态翻转；微分滞环比较器的输出状态翻转后随着时间的推移，电容的充电 电流逐渐减小，通过阻容电路分压得到的滞回电压降低，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滞回电压较高，此时微分滞环比较器的输出状态翻转需要一个较 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 电路分压得到的滞回电压很低，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，高频或窄脉冲工作时微分滞环比较器的 传输特性接近普通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微分电路，微分滞环比较器的输出状态刚翻转 时滞回电压较大，而后随时间的推移滞回电压逐渐减小，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相当快的响应速度。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R1、 R2、 R3的取值通常(但不限于)取5KQ 50KQ， 通常(但不限于)电阻R2:R3。
本实用新型微分滞环比较器仅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。
图l双电源供电的微分滞环比较器电路原理图。
图2单电源供电的微分滞环比较器电路原理图。
图3微分滞环比较器的传输特性。
图4方波振荡器电路原理图。
图5方波振荡器的工作波形。
图6 PWM脉冲波形发生器电路原理图。
图7 PWM脉冲波形发生器的工作波形一。
图8 PWM脉冲波形发生器的工作波形二。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型进行详细描述。 实施例l
方波振荡器
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，方波振荡器的原理图 如图4所示。
方波振荡器的阻容积分电路的输入接微分滞环比较器的输出(即比较器的输出)， 阻容积分电路的输出接微分滞环比较器的输入(即比较器的负输入端)。
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逐渐下降，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逐渐 升高，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输出高电平，如 此电路形成振荡。由于阻容时间常数固定，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5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脉冲波形发生器由微分滞环比较器、输入电压跟随器与三角波发生器等组成，PWM脉冲波形发生器原理图如图6所示。
输入电压跟随器A2输出的控制电压与三角波发生器输出的三角波电压进行叠加 运算，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普通滞环电压比较器，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7、图8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。
权利要求1.一种微分滞环比较器，采用双电源供电，即双电源型微分滞环比较器，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)、一个接地端，其特征在于微分滞环比较器由电压比较器A1与电容C1及电阻R1、R2组成，比较器A1的负输入端接为微分滞环比较器的信号输入端，比较器A1的正输入端通过电阻R2接地，电容C1与电阻R1串联并跨接在比较器A1的输出端与正输入端之间，比较器A1的输出端接为滞环比较器的输出端。
2. —种微分滞环比较器，采用单电源供电，S卩单电源型微分滞环比较器，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)， 其特征在于微分滞环比较器由电压比较器A1与电容C1及电阻R1、 R2、 R3组 成，比较器A1的负输入端接为微分滞环比较器的信号输入端，比较器A1的正输 入端通过电阻R2与电阻R3分别接负电源端与正电源端，电容Cl与电阻Rl串 联并跨接在比较器Al的输出端与正输入端之间，比较器Al的输出端接为滞环比 较器的输出端。
专利摘要本实用新型涉及一种微分滞环比较器，属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，阻容微分电路的输入为比较器的输出，阻容微分电路的输出接比较器的正输入端，比较器的负输入端接为微分滞环比较器的输入端，比较器的输出端接为微分滞环比较器的输出端。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相当快的响应速度。微分滞环比较器的输出波形在跃变时还具有良好的陡度。
文档编号G05B1/00GK201222179SQ20082005754
公开日2009年4月15日 申请日期2008年4月21日 优先权日2008年4月21日
发明者叶兰祥, 霞 司, 张金龙, 明 朱, 梅卫东 申请人:上海大学