什么是滞回比较器？555定时器的施密特触发最大的好处就是有回差

对两个或多个数据项进行比较，以确定它们是否相等，或确定它们之间的大小关系及排列顺序称为比较。 能够实现这种比较功能的电路或装置称为比较器。 比较器是将一个模拟电压信号与一个基准电压相比较的电路。比较器的两路输入为模拟信号，输出则为二进制信号0或1，当输入电压的差值增大或减小且正负符号不变时，其输出保持恒定

可以将比较器当作一个1位模/数转换器(ADC)。运算放大器在不加负反馈时从原理上讲可以用作比较器，但由于运算放大器的开环增益非常高，它只能处理输入差分电压非常小的信号。而且，一般情况下，运算放大器的延迟时间较长，无法满足实际需求。比较器经过调节可以提供极小的时间延迟，但其频响特性会受到一定限制。为避免输出振荡，许多比较器还带有内部滞回电路。比较器的阈值是固定的，有的只有一个阈值，有的具有两个阈值。

说到555定时器的施密特触发，其中最大的好处就是有回差，可以对波形进行整形，对输入信号抗干扰，防止输出在转折点频繁翻转。回差电压为ΔU=1/3Vcc。

其实用运放实现回差控制更为方便，回差的电压是可以调整的，不是固定的数值。这里以LM358运放为例，讲一下如何用它实现回差控制。(这里采用同相输入信号)

如图，假设运放是理想运放，可以轨到轨输出，即能输出满Vcc。按此理论计算实现上限电压为10V，下限电压为7V的同相控制。即输入电压高于10V，运放输出高电平，输入电压要再降低到7V，运放才输出低电平。 回差ΔU=3V。实测输出高电平为11V (即Vcc-1V，非满Vcc)，上限电压为10.1V，下限电压为7.1V。

分析计算过程，回差的要求和供电Vcc是已知条件，那么选定一个Uref，通过计算可以得到R1，R2，R3，R4的值，选择合理的R5即可以得到需要的上限和下限电压。下限电压=上限电压-ΔU。前提条件，在电压翻转的瞬间运放的状态是满足虚短的，其他状态可不行

滞回比较器又称施密特触发器，迟滞比较器。这种比较器的特点是当输入信号ui逐渐增大或逐渐减小时，它有两个阈值，且不相等，其传输特性具有“滞回”曲线的形状。长期以来， 模拟比较器的使用一直处在它的“同伴”――运算放大器的阴影之中。

关于于比较器滞回的讨论需要从“滞回”的定义开始， 与许多其它技术术语一样， “滞回”源于希腊语， 含义是“延迟”或“滞后”， 或阻碍前一状态的变化。工程中， 常用滞回描述非对称操作， 比如， 从A到B和从B到A是互不相同。在磁现象、非可塑性形变以及比较器电路中都存在滞回。 绝大多数比较器中都设计带有滞回电路， 通常滞回电压为5mV到10mV。内部滞回电路可以避免由于输入端的寄生反馈所造成的比较器输出振荡。但是内部滞回电路虽然可以使比较器免于自激振荡， 却很容易被外部振幅较大的噪声淹没。用带有内部滞回电路的比较器代替开环运算放大器能够抑制输出的频繁跳变和振荡。

或在比较器的正反馈电路中增加外部滞回电路， 正反馈的作用是确保输出在一个状态到另一个状态之间快速变化， 使比较器的输出的模糊状态时间达到可以运算放大器在开环状态下可以用作比较器， 但是一旦输入信号中有少量的噪声或干扰， 都将会在两个不同的输出状态之间产生不期望的频繁跳变。用带有内部滞回电路的比较器代替开环运算放大器能够抑制输出的频繁跳变和振荡。

比较器一般来说只输出高低电平，如果运放用作比较器，则无需工作在线性区。由于运放自身放大倍数非常大，如果运放的同相输入端电压比反相输入端电压大，哪怕只大一点点，那么运放将输出最大电压值，对于“轨至轨”运放来说，这个最大电压值将接近电源电压Vcc;反之，如果运放的反相输入端比同相输入端大，那么运放将输出最小电压值，如果电源包含负电压，那么最小的电压值就是-Vcc，否则最小电压值就是0。有些电路会增加输出限压，限制最大值与最小值为某个特定数值。本节为了方便描述，将最大的输出电压写作Vcc，最小的输出电压写作-Vcc。

比较器是一种常用的集成电路。它可用于报警器电路、自动控制电路、测量技术等。

比较器主要是由运放搭建而成，是运放在运放处在非线性状态的典型应用。

判断运放工作区的方法是：

如有负反馈，则工作在线性区;

如有正反馈或者无反馈，则工作在非线性区;

PS：

运放处于非线性状态时：虚短不成立，虚断可以使用。

“比较器”从名字上可以看出，其作用是用来做比较的，更确切的说是比较电压。

前面也说了，是运放在非线性状态的典型应用。由于是开环或者是正反馈，增益很大，因此其输出只有高电平和低电平两个状态，因此，其输入信号经过比较器后，只输出两个状态，“比较器”由此而来。

一、先从简单的电压比较器开始

UR是某一固定电压，改变UR值能改变阈值及回差大小。 以图4(a)所示的反相滞回比较器为例，计算阈值并画出传输特性

图4 滞回比较器及其传输特性 (a)反相输入;(b)同相输入

滞回电路里面一般Vol和Voh相等(图中运放工作原理就是两端电压比值大小)当输出Vo是高电平Voh时，V+端电压等于(Voh-Vref)/(R1/(R1+R2)，只要V-小于此时V+，则Voh保持不变，大于时刻发生突变 Vo变成低电平Vol，此时V-在继续增大的话，Vo保持低电平不变化，同时V+处电压变化(VoL-Vref)/(R1/(R1+R2);

当V-输入减小，必须减少到V+变化后的值才能发生电压跳变，成为高电平Voh，这就形成了滞回电路的效果。

传统的带有滞回功能的比较器电路是采用集成运算放大器与外围电路构成。以同相输入的滞回比较器为例，其结构如图1所示：当Ui逐渐增大至参考电压Ur时，运算放大器输出Uo高电平，且高电平通过电阻R3形成正反馈，加速输出状态的跃变，此时的输入电压记为UTH。当Ui由UTH逐渐减小至运算放大器的输入正端等于参考电压Ur时，运算放大器输出低电平，此时的输入电压记为UTL。该电路的回差即为UTH与UTL之差，记为ΔUTH，不难算出ΔUTH=VCC*R2/R3。滞回比较器由于回差电压的存在，大大提高了电路的抗干扰能力，回差越大，抗干扰能力越强。这种有滞回功能的电路在电子产品领域应用非常广泛。但传统的滞回电路都是采用集成运算放大器构成，结构较复杂，成本较高，占用PCB面积大。