滞回比较电路分析过零滞回比较电路仿真
正反馈运放电路构成比较器电路,由于运放本身就具有很大的开环增益,所有即便是带正反馈也并不会有什么影响,此处的正反馈主要是将输出信号反馈到正端,从而产生随输出变化的比较值,实现滞回效果。
分析
我们假设并不知道这个电路,从零开始设计一个过零滞回比较器电路,我们会怎么考虑一个电路的设计呢。首先,需要分析具体的波形图,我们设计以\pm4V为限制的滞回比较电路。
波形图
参考上图,为了使得信号滞回,我们需要满足以下条件:
输出当前电压(V)信号电压(V)信号电压变化趋势U+ U-关系输出变化后电压(V)
-12 | >4 | 上升 | U+>U- | 12 |
12 | <-4 | 下降 | U+<U- | -12 |
我们可以得出以下的信息
信号电压上升,过程中,当信号电压达到4V,U+需要大于U-,且原输出电压为-12V,则考虑信号电压在上升。在上升到4V前,满足输出当前电压为负,所以需要要求U+<U-,即输入信号应该在U+,反馈在负端,且需要反电压才能满足阈值,即反馈比为-\frac23,才可以满足。
信号电压下降,由于上面已经分析出输入电压在正端,反馈以-\frac23的比反馈电压在负端。即反馈在负端的电压为-4,当电压下降到-4V时,满足条件。
上电路自然满足滞回比较器的结果,但是需要反馈需要反电压,这在实际电路中很难实现,所以我们需要调整滞回比较器。
改进的波形图
输出当前电压(V)信号电压(V)信号电压变化趋势U+ U-关系输出变化后电压(V)
12 | >4 | 上升 | U+<U- | -12 |
-12 | <-4 | 下降 | U+>U- | 12 |
我们将两个边沿改变,从而使得整个电路的所有参考信号取反,阈值不变,主要改变图中标红部分:
电压上升时,起始电压是12V,电压输入端需要在U-,反馈参考电压附加在U+,反馈比为\frac23。
电压下降时,起始电压是-12V,电压输入端需要在U-,反馈参考电压附加在U+,反馈比为\frac23。
最终结果,满足条件,且反馈比可以直接由电阻分压构成。
滞回比较电路仿真
我们通过过零比较电路可以分析出,滞回的本质是取决于反馈电压随输出的变化,且由于跳变前电压和阈值电压的同相关系,所以反馈端必须在同相端。为了解决非零限制的效果,我们需要偏移中心基准电压,使得滞回电压整体偏移,即将同相端的基准地改成固定电压。
且与频率相关