Komparator mit Hysteresegleichungen

Sie sollten sofort sehen, dass die 7,09 V nicht stimmen können. 7,09 V an einem Ende der Widerstände und 12 V am anderen Ende können niemals 7 V am nicht invertierenden Eingang liefern. Ihre Gleichung für$V_{REF}$scheint falsch zu sein.

Hier ist, wie ich es mache. Da der Strom durch die Widerstände derselbe ist, den wir haben

$\begin{cases} \dfrac{V_{SAT+} - V_{UT}}{nR} = \dfrac{V_{UT} - V_{REF}}{R} \\ \\ \dfrac{V_{SAT-} - V_{LT}}{nR} = \dfrac{V_{LT} - V_{REF}}{R} \end{cases}$

Füllen Sie die Parameter aus und eliminieren Sie R:

$\begin{cases} \dfrac{12V - 7V}{n} = 7V - V_{REF} \\ \\ \dfrac{0V - 6V}{n} = 6V - V_{REF} \end{cases}$

Aus der zweiten Gleichung:

$V_{REF} = \dfrac{n + 1}{n} 6V$

Ersetzen$V_{REF}$in der anderen Gleichung:

$\dfrac{12V - 7V}{n} = 7V - \dfrac{n + 1}{n} 6V$

Wir finden$n =11$, das ist auch der Wert, den Sie gefunden haben. Aber mein$V_{REF}$ist anders:

$V_{REF} = \dfrac{n + 1}{n} 6V = 6.55V$

Für eine theoretische Berechnung ist das in Ordnung, aber in der Praxis könnten Sie ein Problem haben: Haben Sie eine 6,55-V-Quelle? Der typische Weg, dies zu lösen, besteht darin, eine Referenzspannung über einen Widerstandsteiler von Ihrer 12-V-Stromversorgung zu erhalten, und dann erhalten Sie diese Schaltung:

Wir haben immer noch 2 Gleichungen, aber drei Unbekannte, also können wir 1 wählen. Nehmen wir 30k$\Omega$für R3. Dann Anwendung von KCL:

$\begin{cases} \dfrac{12V - V_{UT}}{R1} + \dfrac{V_{SAT+} - V_{UT}}{R3} = \dfrac{V_{UT}}{R2} \\ \\ \dfrac{12V - V_{LT}}{R1} + \dfrac{V_{SAT-} - V_{LT}}{R3} = \dfrac{V_{LT}}{R2} \end{cases}$

Ausfüllen unserer Parameter:

$\begin{cases} \dfrac{12V - 7V}{R1} + \dfrac{12V - 7V}{30k\Omega} = \dfrac{7V}{R2} \\ \\ \dfrac{12V - 6V}{R1} + \dfrac{0V - 6V}{30k\Omega} = \dfrac{6V}{R2} \end{cases}$

Das ist

$\begin{cases} \dfrac{5V}{R1} + \dfrac{5V}{30k\Omega} = \dfrac{7V}{R2} \\ \\ \dfrac{6V}{R1} - \dfrac{6V}{30k\Omega} = \dfrac{6V}{R2} \end{cases}$

Daraus finden wir

$\begin{cases} R1 = 5k\Omega \\ R2 = 6k\Omega \end{cases}$

Angenommen, der Komparator zieht keinen Strom an seinen Eingangspins, haben wir

i (from output of comp to Vref) = (Vo-Vref)/(R+nR). 

Also V ₊ (+ Eingangskomp.):

V+ = (Vo-Vref)*R/(R+nR) + Vref

Welche geben uns:

Vbottom = (Vss - Vref)*(R/(R+nR)) + Vref

Und:

Vup = (Vdd - Vref)*(R/(R+nR)) + Vref

Angenommen, V _ss und V _dd sind Ihre negative und positive Stromversorgung. Isolieren Sie dann für das, was Sie wollen.

Nun, ist es eine gute Schaltung? Es hängt davon ab, was Sie tun möchten und woran Sie denken müssten, in keiner bestimmten Reihenfolge:

• Ist der Komparator ausreichend schnell für das eingegebene Signal?
• Ist V _in einer Quelle mit hoher Impedanz? Da am negativen Eingang des Komparators einige pF an parasitärer Kapazität gegen Masse vorhanden sind, kann er als Tiefpassfilter wirken.
• Ihr Komparator invertiert, ist das wirklich das, was Sie wollen? (das heißt, wenn V _in > V _up => V _o = V _ss )
• Haben Sie für eine ausreichende Netzentkopplung gesorgt?
• Auch wenn Sie einen Operationsverstärker als Komparator missbrauchen, sollten Sie sehr vorsichtig sein, aus mehreren Gründen wird es (im Allgemeinen) ziemlich langsam sein, Ihr Operationsverstärker-Eingangs-Gleichtaktbereich umfasst möglicherweise nicht den Bereich von V _in , was zu Latch-up, Phasenumkehr und anderen nicht spezifizierten Verhaltensweisen führen kann, sie können gesättigt sein und sich nur langsam erholen usw. (siehe Verstärker als Komparatoren? für einen Artikel über den Missbrauch von Operationsverstärkern als Komparatoren).