Wie leitet man die Knotenspannung für diesen Komparator mit Hysterese ab?

Angenommen, Sie haben eine gewisse Pufferung, sodass die Komparatoren genau 5 V schwingen. Numerisch lösen, um das Fehlerquadrat der beiden Schwellenwerte und der beiden Hysteresen zu minimieren (unter Verwendung von Solver-Software).

R13 = 30.000K (definiert)

R14 = 2,923256628K

R16 = 16,07788776 K

R21 = 1142,70829K

R22 = 1061,133891

Natürlich könnten Sie diese Werte höher oder niedriger skalieren. Ich habe zufällig einen genauen Wert für R13 ausgewählt, basierend darauf, den Teilerstrom willkürlich auf etwa 100 uA zu bringen und somit Rückkopplungswiderstände im Bereich von 1 MΩ zu haben.

Das macht die Spannungen an den Pins 3 und 6 2,000 und 1,7000 bei beiden Ausgängen High- bei entsprechendem Ausgang Low schalten sie jeweils 50mV tiefer- 1,9500V und 1,6500V

Ich habe einfach die aktuellen Spannungen bei gegebenen Widerstandswerten berechnet (unter der Annahme, dass beide Ausgänge hoch sind), dann die beiden (hohen und niedrigen) Widerstände berechnet, die in den Teiler von R21 und R22 schauen, und von dort aus die Hysterese mit einer Änderung von 5 V - 5 * Rthev / ( R21 + Rthev), zum Beispiel.

Um die Widerstandswerte grob abzuschätzen, können Sie die Rückkopplung ignorieren (wir wissen, dass es sich um eine relativ kleine Spannungsänderung handelt), einen Teilerstrom von (sagen wir) 100 uA annehmen und dann wissen Sie Folgendes:

R13 = (5 V - 2 V)/0,1 = 30 K

R14 = (2 V - 1,7 V)/0,1 = 3 K

R16 = (1,7 V)/0,1 = 17 K

Wenn wir nur grob in den Knoten an Pin 3 schauen und R22 ignorieren, sehen wir R13 || (R14 + R16), daher sollte der Rückkopplungswiderstand R21 ungefähr 4,95 / 0,05 = 99-mal höher oder ungefähr 1,2 M sein. In ähnlicher Weise sehen wir, wenn wir in den Knoten an Pin 6 schauen und R21 ignorieren, (R13 + R14) || R16, also sollte R22 etwa 1,1 Mio. betragen.

Wie Sie sehen können, sind diese Schätzungen überhaupt nicht weit entfernt, und es ist möglich, in Spice nur ein wenig mit ihnen herumzuspielen und nahe genug heranzukommen, dass (sagen wir) eine Widerstandstoleranz von 1% dominiert.

C14 ist eine wirklich schlechte Idee - der Operationsverstärker schwingt, auch C21 und C22 sind keine gute Idee. Um den Ausgang zum Knacken zu bringen, sollten Sie das Feedback nicht verzögern.

In Ermangelung von Beiträgen von R21,

V(Pin 3) = 5 x (56,2k + 10k)/(56,2k + 10k + 100k)

V(Pin 6) = 5 x (56,2k)/(56,2k + 10k + 100k)

Außerdem ist die Hysterese an Pin 3 etwa 10-mal größer als Sie denken.

Einschließlich der Auswirkungen von R21 und Vernachlässigung der Auswirkungen der Belastung über die GRÜNE LED,

für hohe Eingangsspannung, V(Pin 3) = 5 x (56,2k + 10k)/(56,2k + 10k + 50k)

für Niederspannung, V(Pin 3) = 5 x [(56,2k + 10k) x 100k) / [(56,2k + 10k + 100k)] /([(56,2k + 10k) x 100k) / [(56,2k + 10k + 100k)] + 100k)

Dann ist in beiden Fällen V(Pin 6) = V(Pin 3) x 56,2k / (56,2k + 10k)

Eine Reihe von Vorschlägen -

1) C14 loswerden. Es wird wahrscheinlich Stabilitätsprobleme für U26 verursachen. Wenn Sie etwas filtern müssen, schalten Sie es parallel zu R29.

2) C21 loswerden. Seine Tiefpassfilterung stört die Snap-Aktion, die Sie von der positiven Rückmeldung des R21 erwarten.

3) ETA: Ihre Logik funktioniert nur, wenn Ihre LEDs Anode an +5 angeschlossen sind. Wenn Sie versuchen, auf Masse zu fahren, kehrt sich die Logik um und Sie haben jederzeit 2 eingeschaltet.

4) Teilen Sie R13, R14 und R16 durch 100. Fügen Sie dann einen 2k-Widerstand zwischen der Verbindungsstelle von R13/R14 und Pin 3 ein. Noch besser, schneiden Sie die Widerstandswerte nicht ab und entfernen Sie C21 nicht, sondern puffern Sie den R13 / R14-Spannung mit einem anderen Operationsverstärker-Spannungsfolger, genau wie Sie es mit U26 tun, und speisen Sie diese mit einem 2k-Widerstand an Pin 3 ein.