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滞回电路简析

背景介绍 

某些应用需要检测窗口来避免误动作或去除干扰,滞回电路有两个阈值电平,对应输出两个状态,且阈值中间的状态不会产生电平跳变。在成本限制方案中可使用分立器件方案。 

解决方案 

三极管电路图如下: 

图1 

电路设计目标是IN信号大于2V时输出高电压,小于1.6V时输出低电压,而介于1.6V和2V之间时输出与之前状态相同。 

假设V2信号输入是0V~5V的锯齿波,IN开启电压为VH,关闭电压为VL,三极管VBE电压为0.7V,忽略三极管其他导通电压。 

状态一:Q2导通,VOUT为低电平; 

状态二:V2电压持续上升,Q1导通,Q2截止,此时VH=0.7+(V1×R2)/(RC2+R2) ,VOUT为高电平; 

状态三:V2电压持续下降,Q1截止,Q2导通,此时VH=0.7+(V1×R2)/(RC1+R2) ,VOUT为低电平; 

联立方程解得RC1=4.56×R2,RC2=2.85×R2 

保证功耗取R2=2K,RC1=9.12K,RC2=5.70K

根据上图参数仿真结果如下: 

图2

仿真结果为VH电压为2.1V,VL电压为1.4V。

根据实验室现有电阻取值电路如下: 

图3 

实测结果如下: 

图4                          图5

实测结果为VH电压为2.08V,VL电压为1.28V。 

若需要低电平为零,则改进电路图如下: 

图6 

电路结果是IN信号大于2V时输出低电压,小于1.3V时输出高电压,而介于1.3V和2V之间时输出与之前状态相同。 

注意事项 

1. 电阻阻值的误差对阈值精度有一定的影响,可通过输入信号分压提高信号的阈值宽度; 

2. Q2输出电压有明显压差可搭配其他电路输出; 

3. 电路有局限性,对输入电压范围要求较高; 

4. 电路电源可使用稳压管供电; 

5. 忽略三极管部分参数便于计算,对最终结果的影响可以忽略。


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