施密特触发器(施密特触发器结构图)

滞回比较器----也叫施密特触发器

要想搞清楚什么是滞回比较器，我们先得认识一个概念：阈值

例如在夏天，如果天气很热，我们在家里就经常要开空调，假设我们把空调开到26度，则当室内温度高于26度时，空调就会自动制冷，当温度小于26度时，空调就会自动关闭。那么这个26度，就是空调此时工作状态的一个阈值，当室内温度大于这个阈值时，触发制冷动作，当室内温度小于这个阈值时，触发关闭动作。也就相当于大于这个值时，触发一种动作，小于这个值时，又触发另一种动作，而这个值，就称为阈值。如果你觉得空调这样设计就对了，那你就是跟我一样，这只是我们普通人的想法，但工程师在实际的设计过程中，他是不可能这么设计的，因为此时只有一个阈值 ，那么当室温大于26度，空调打开，室温小于26度，空调又会关闭，那么就很可能在很短的时间内，空调会在不停的打开和关闭，这是我们都是不愿意看到的。为了解决这个问题，我们就要引入双阈值的概念。例如，当用户把空调开到26度时，我们就把空调设计成室温达到28度时再制冷，室温小于26度时再关闭，室温在26度到28度的范围内空调保持原来的状态不变，如果原来它制冷仍继续制冷，如果它原来关闭仍然关闭，只有当室温小于26度才触发关闭动作，或室温大于28度才触发制冷动作。这样空调就不用频繁地去开和关，这样是不是更节能，是不是也就更贴近我们的生活需要呢？那么这个26度和28度就都成为了此时空调工作状态的阈值，这就是双阈值，一个阈值大，一个阈值小。

实际上一般在一个模拟量输入的情况下，很多都是做双阈值来解决，就象水箱的水位高度，室内设定的一个温度等都是一个模拟量。而通过滞回比较器我们就能比较容易地去实现双阈值的控制和计算。滞回比较器的思想就是当输入信号高于它的高阈值时，比较器的输出电平发生翻转，当输入信号低于它的低阈值时，比较器的输出电平信号也发生翻转，当输入信号界于它的高阈值与低阈值之间时，比较器的输出电平状态保持不变，起到抗干扰的作用。

滞回比较器在电路中使用正反馈，运放处于非线性状态。下面我们就来推导一下滞回比较器阈值的计算公式。

1.没有参考电压的滞回比较器，如下图1所示：

没有参考电压，则参考电压U+由输出电压Uo决定，我们假设比较器能输出的最大电压为Uom,最低电压为-Uom,且输入信号Ui是由无穷小慢慢变大，我们假设Ui为无穷小慢慢变大的目的是让Ui开始时小于U+,根据比较器的输出特性，当同相端的电压大于反相端的电压时，Uo输出为高电平即：

Uo = Uom

再根据理想运放“虚断”的特性，可算出U+的电压为：

当Ui逐渐增大，当它增大到大于U+时，根据比较器的特性，当同相端电压小于反相端电压时，Uo输出为低电平，即Uo = - Uom

根据理想运放“虚断”的特性，我们同样可以算出此时U+的电压为：



这样，我们就可以画出它的电压传输特性如图2：



由此我们就得到滞回比较器的两个参考电压（阈值电压）UH ，UL且UH > UL

当Ui从无穷小一直增大到UH时，Uo输出一直是Uom，当Ui只有大于UH时，输出电压Uo由Uom跳变到-Uom

当Ui从无穷大一直减小到UL时，Uo输出一直是 -Uom，当Ui只有小于UL时，输出电压Uo由 -Uom跳变到Uom

当Ui的值界于UL和UH之间时，Uo的电压保持原来原有的状态不变

我们分别称UH和UL为滞回比较器的上下门限电压，称(UH-UL)为回差或门限宽度

这就是滞回比较器的电压传输特性。

2.有参考电压的滞回比较器，如下图3所示

我们也假设Ui从无穷小慢慢增大，比较器能输出的最大电压为Uom，最小电压为-Uom

根据理想运放的“虚断”特性，可列出以下方程：

由此我们可以看出滞回比较器为什么有两个阈值，是因为它的输出端有两种状态，那么对应它的同相端就有两个阈值。

我们把U+的较小的值设为UL,较大的值为UH, 由此我们可以画出它的电压传输特性：

具体分析方法与无参考电压方式相同。