电气与电子

比较器与施密特触发器计算器

计算开关阈值和迟滞,或选择标准反馈电阻。

01

输入参数

设计目标阈值

R1 保持不变,Rf 使用所选标准系列。调整 Vref 以保持阈值中点。

采用指定输出电压的理想推挽模型。请检查比较器输入范围、失调和电阻容差;不包括内部迟滞。

02

计算结果

下阈值 · VT−
—
上阈值 · VT+
—
迟滞宽度
—
阈值中点
—
迟滞曲线
公式—

用正反馈设置开关阈值

比较反相与同相施密特电路的理想输出电平。正反馈使上升、下降阈值分离。这里计算静态迟滞,不模拟传播延迟、抗噪能力或特定比较器的工作范围。

操作步骤

  1. 选择拓扑及分析或设计模式,按照图中的连接配置电阻。
  2. 按显示单位输入参考电压、输出电平和电阻。设计模式下输入目标下阈值与上阈值。
  3. 检查两项阈值与迟滞宽度。应用标准电阻后,重新查看实际值及误差。

设置与限制

输出电平
输入实际的 VOL 和 VOH,不能直接假定为电源电压。开集电极的高电平取决于上拉电阻和负载。
电阻比例
R1 和 Rf 在两种拓扑中的作用不同。改变比例会改变迟滞;同时按比例缩放则保持理想阈值。
标准阻值
设计模式将反馈电阻取整到所选系列并重新计算参考电压。所得阈值可能偏离目标。

操作示例

在分析模式输入下方反相示例。输入上升时,输出在上阈值变低;输入下降时,在下阈值变高。

示例输入

Vref = 2.5 V; VOL = 0 V; VOH = 5 V
R1 = 10 kΩ; Rf = 100 kΩ
预期结果
− / +V↓V↑ΔV
−2.272727 V2.727273 V0.454545 V
+2.25 V2.75 V0.5 V

同相电路的切换方向相反。即使电阻、参考电压和输出电平相同,阈值也不同。

常见问题与故障排查

两项阈值之间会怎样?

输出保留之前的状态。静态模型无法确定迟滞区间内的初始状态;图中展示两条路径。

为什么设计被拒绝?

检查阈值和输出电平的顺序及拓扑。反相迟滞必须小于输出摆幅;无效组合无法得到正电阻值。

实际比较器会精确在此切换吗?

失调、电阻容差、输入范围、输出负载和延迟都会改变结果。请依据数据手册核查器件及上拉电阻。