技術世界(jie)中的許多(duo)基(ji)本概(gai)念(nian)很(hen)難(nan)處(chu)理(li)，因(yin)為它(ta)們的含(han)義(yi)可(ke)能具有(you)欺(qi)騙性(xing)。不幸的是，滯(zhi)後(hou)是這些(xie)基(ji)本概(gai)念(nian)之(zhi)壹(yi)。 

您(nin)可(ke)能已經嘗(chang)試過(guo)搜(sou)索(suo)概(gai)念(nian)，結(jie)果(guo)卻(que)放(fang)棄(qi)或遇(yu)到了您(nin)想放(fang)棄(qi)的(de)復(fu)雜而漫長(chang)的事情(qing)。但(dan)是，不用擔心，我們有(you)解(jie)決方(fang)案(an)！ 

幸運的(de)是，我們寫這篇(pian)文章是為(wei)了將運算放(fang)大器(qi)遲(chi)滯(zhi)的(de)概(gai)念(nian)分解為(wei)壹(yi)個簡單而全面(mian)的(de)指南(nan)。

妳(ni)準(zhun)備(bei)好(hao)了嗎？那(na)麽，讓(rang)我們開始吧！

什麽是運算放(fang)大器(qi)中的遲(chi)滯(zhi)？

運算放(fang)大器(qi)圖

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壹(yi)旦我們定義(yi)了遲(chi)滯(zhi)這個詞，運(yun)算放(fang)大器(qi)遲(chi)滯(zhi)的(de)話(hua)題就會(hui)開(kai)始(shi)變得(de)有(you)意(yi)義(yi)。簡(jian)而言之(zhi)，滯後(hou)意味(wei)著落(luo)後(hou)或落(luo)後(hou)或抵(di)制(zhi)從(cong)前(qian)狀態的(de)變化。另(ling)外，在(zai)工程中，滯後(hou)描述(shu)了非(fei)對稱操(cao)作，或者(zhe)更簡(jian)單地(di)說，從 A 到 B 的(de)路徑與 B 到(dao) A 不同。

更重要的是(shi)，您(nin)可(ke)以在磁(ci)性(xing)、非(fei)塑(su)性(xing)變形(xing)以(yi)及運算放(fang)大器(qi)等電(dian)子(zi)電(dian)路（用作比較(jiao)器(qi)）等領(ling)域(yu)找到(dao)滯(zhi)後(hou)現象。

動態專(zhuan)用鎖(suo)存(cun)比較(jiao)器(qi)

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為了進壹(yi)步(bu)分解，讓(rang)我們看壹(yi)個簡單的(de)示例(li)，以(yi)幫助(zhu)確定運算放(fang)大器(qi)中的滯後(hou)意味(wei)著什麽。

當(dang)您(nin)將(jiang) 12 伏繼(ji)電(dian)器(qi)連(lian)接(jie)到可(ke)變電(dian)源(yuan)並從 0 到 12 緩慢增(zeng)加(jia)輸(shu)入(ru)電(dian)源電(dian)壓時，您(nin)會(hui)註(zhu)意(yi)到(dao)在 11 伏附近，繼(ji)電(dian)器(qi)將激(ji)活(huo)。 

所以(yi)，通常，如(ru)果(guo)妳(ni)降(jiang)低(di)這個電壓，它(ta)應(ying)該(gai)關閉繼(ji)電(dian)器(qi)。但是(shi)，事實(shi)並(bing)非(fei)如(ru)此(ci)。只(zhi)有(you)當(dang)電(dian)壓遠(yuan)低於(yu) 9 伏(fu)時，繼(ji)電(dian)器(qi)才(cai)會(hui)關(guan)閉。

現(xian)在繼(ji)電(dian)器(qi)的激(ji)活(huo)和停(ting)用(yong)閾(yu)值之(zhi)間(jian)的(de)差(cha)異(yi)就是我(wo)們所說(shuo)的電壓滯後(hou)。這種(zhong)電(dian)壓滯後(hou)就是我(wo)們所說(shuo)的遲(chi)滯(zhi)。

現(xian)在(zai)，遲(chi)滯(zhi)會(hui)對電子(zi)電(dian)路（如(ru)單個 BJT 電路(lu)）產(chan)生負(fu)面(mian)影(ying)響。它(ta)可(ke)以(yi)防(fang)止(zhi)您(nin)在(zai)電路上保持任(ren)何(he)固(gu)定(ding)的閾(yu)值水平。

因(yin)此(ci)，大多(duo)數(shu)情況下(xia)，滯(zhi)後(hou)水平會(hui)降(jiang)低(di)到(dao)可能的最小水平——以保(bao)持對電路(lu)閾(yu)值的控(kong)制(zhi)。

相比之(zhi)下，運(yun)算放(fang)大器(qi)電路(lu)在處(chu)理(li)某(mou)些操(cao)作時可(ke)有(you)效(xiao)避免滯後(hou)效應(ying)。對於(yu)大(da)多(duo)數(shu)運算放(fang)大器(qi)電池(chi)充(chong)電器(qi)電路(lu)，沒有(you)遲(chi)滯(zhi)成(cheng)為(wei)壹(yi)個很大(da)的(de)缺點(dian)。 

因(yin)此(ci)，在這種(zhong)情(qing)況(kuang)下，您(nin)可(ke)以通過(guo)在運算放(fang)大器(qi)輸(shu)出端(duan)和其(qi)輸(shu)入(ru)引(yin)腳之(zhi)壹(yi)上安(an)裝(zhuang)反(fan)饋電(dian)阻(zu)器(qi)來強(qiang)制將額外的(de)滯後(hou)作用(yong)到電路中。因(yin)此(ci)，這將(jiang)有(you)助(zhu)於(yu)在(zai)您(nin)的(de)運算放(fang)大器(qi)電路(lu)中包含(han)遲(chi)滯(zhi)效(xiao)應(ying)。

另(ling)壹(yi)方(fang)面(mian)，大(da)多數(shu)比較(jiao)器(qi)都帶有(you)內置(zhi)遲(chi)滯(zhi)。這些(xie)比較(jiao)器(qi)的值(zhi)通常在 5mV 到 10mV 之(zhi)間(jian)。此(ci)外，這些(xie)模(mo)擬(ni)比較(jiao)器(qi)的內部遲(chi)滯(zhi)有(you)助(zhu)於(yu)它(ta)們防止(zhi)因(yin)極少量(liang)寄(ji)生(sheng)反(fan)饋引(yin)起(qi)的(de)振(zhen)蕩(dang)。

然(ran)而，任何(he)更大(da)幅度的外部(bu)噪(zao)聲都可以阻止(zhi)這些(xie)比較(jiao)器(qi)的內部遲(chi)滯(zhi)，即(ji)使(shi)它(ta)足(zu)以(yi)阻(zu)止(zhi)自(zi)振(zhen)蕩(dang)。在(zai)這種(zhong)情(qing)況(kuang)下，只(zhi)需(xu)包含(han)外部(bu)滯後(hou)就可以(yi)解(jie)決問(wen)題。

工作(zuo)原(yuan)理(li)

盡(jin)管(guan)在某(mou)些電(dian)路(lu)中不需(xu)要遲(chi)滯(zhi)，但(dan)它(ta)在(zai)模(mo)擬(ni)電(dian)路中仍然(ran)有(you)用(yong)，因(yin)為它(ta)有(you)助(zhu)於(yu)控(kong)制(zhi)帶有(you)晶(jing)體管(guan)的電(dian)路中的開關。因(yin)此(ci)，您(nin)可(ke)以在比較(jiao)器(qi)電路(lu)中使(shi)用(yong)遲(chi)滯(zhi)來(lai)設(she)置(zhi)輸(shu)出波(bo)形的(de)占(zhan)空(kong)比。   

註(zhu)意(yi)：運算放(fang)大器(qi)和比較(jiao)器(qi)是這些(xie)電路(lu)中兩個重要且同等(deng)的組件(jian)。更(geng)重(zhong)要的是(shi)，運算放(fang)大器(qi)可以(yi)用作比較(jiao)器(qi)，但並(bing)非(fei)所有(you)比較(jiao)器(qi)都可以用作放(fang)大(da)器(qi)。 

出於(yu)這個原(yuan)因(yin)，這兩(liang)個術語(yu)可以(yi)互換(huan)使(shi)用(yong)，因(yin)為遲(chi)滯(zhi)對兩個電路(lu)都很重要。此(ci)外，了解這些(xie)電路(lu)的工作原(yuan)理(li)對於(yu)了解遲(chi)滯(zhi)在(zai)高(gao)級電(dian)路(lu)中的工作原(yuan)理(li)大有(you)幫(bang)助。

現在，當(dang)您(nin)將(jiang)兩個常見(jian)的集(ji)成(cheng)電(dian)路與運(yun)算放(fang)大器(qi)和比較(jiao)器(qi)進行比較(jiao)時，可(ke)以更容易地理(li)解遲(chi)滯(zhi)在(zai)其(qi)中壹(yi)些(xie)電(dian)路(lu)中的工作原(yuan)理(li)以及(ji)如(ru)何(he)使(shi)用(yong)它(ta)來(lai)將(jiang)這些(xie)電路(lu)的開關行為(wei)修改(gai)為(wei)您(nin)想要的。

兩(liang)種(zhong)元(yuan)件(jian)的(de) IC 比較(jiao) 

來(lai)源：快(kuai)照(zhao)

您(nin)從(cong)上圖中獲得(de)的第(di)壹(yi)印(yin)象是(shi)這兩(liang)個組件(jian)的(de)相(xiang)似(si)程度(du)。但是(shi)，存在差異(yi)，例(li)如(ru)比較(jiao)器(qi)是接(jie)地發(fa)射(she)器(qi)，而運算放(fang)大器(qi)則不是。出於(yu)這個原(yuan)因(yin)，比較(jiao)器(qi)的輸(shu)出在(zai)飽和狀態下(xia)工作(zuo)良好(hao)。另(ling)壹(yi)方(fang)面(mian)，運(yun)算放(fang)大器(qi)的輸(shu)出對於(yu)線性(xing)運(yun)算效(xiao)果(guo)更(geng)好(hao)。

集(ji)成(cheng)電(dian)路

比較(jiao)器(qi)中的遲(chi)滯(zhi)

實(shi)際(ji)比較(jiao)器(qi)電路(lu)中的遲(chi)滯(zhi)負(fu)責(ze)產生穩(wen)定的(de)開(kai)關(guan)行為(wei)。當(dang)您(nin)添(tian)加(jia)正反(fan)饋電(dian)阻(zu)時，它(ta)會(hui)在(zai)電(dian)路(lu)中產生遲(chi)滯(zhi)，從(cong)而在輸(shu)入(ru)信(xin)號(hao)增(zeng)加(jia)或減少時設(she)置(zhi)切(qie)換(huan)閾(yu)值。 

這是(shi)棘(ji)手(shou)的(de)部分。

輸(shu)入(ru)信(xin)號(hao)上的雜散噪(zao)聲會(hui)影(ying)響整個過程(cheng)。因(yin)此(ci)，隨著輸(shu)入(ru)信(xin)號(hao)的(de)增加(jia)產生多個轉換(huan)。因(yin)此(ci)，在比較(jiao)器(qi)電路(lu)中添加(jia)遲(chi)滯(zhi)可(ke)以(yi)抵(di)消(xiao)由噪(zao)聲引起(qi)的(de)任何(he)錯(cuo)誤(wu)切(qie)換(huan)。

運算放(fang)大器(qi)中的遲(chi)滯(zhi)

運(yun)算放(fang)大器(qi)中的遲(chi)滯(zhi)類似(si)於(yu)正反(fan)饋如(ru)何(he)在比較(jiao)器(qi)中產生遲(chi)滯(zhi)電(dian)壓（不是負電壓）。因(yin)此(ci)，這允(yun)許運(yun)算放(fang)大器(qi)形成(cheng)施(shi)密特(te)觸發(fa)電路(lu)。

這就是事情(qing)變得(de)有(you)趣(qu)的(de)地(di)方(fang)。

當(dang)您(nin)將(jiang)作為閉環(huan)電(dian)路(lu)的(de)運(yun)算放(fang)大器(qi)驅(qu)動到(dao)飽和（具有(you)遲(chi)滯(zhi)）時，輸(shu)出將(jiang)飽和並(bing)為(wei)您(nin)提(ti)供與比較(jiao)器(qi)相同(tong)的結果(guo)。它(ta)適用於(yu)反(fan)相輸(shu)入(ru)和非(fei)反(fan)相輸(shu)入(ru)。

無遲(chi)滯(zhi)比較(jiao)器(qi)

無遲(chi)滯(zhi)比較(jiao)器(qi)

來源(yuan)：快照(zhao)

這是(shi)壹(yi)個沒有(you)遲(chi)滯(zhi)的(de)標準比較(jiao)器(qi)電路(lu)。對於(yu)該(gai)電路(lu)，分壓器(qi)網絡 Rx 和 Ry 創(chuang)建(jian)課程使(shi)用(yong)的(de)最(zui)小閾(yu)值電壓。因(yin)此(ci)，比較(jiao)器(qi)會(hui)評(ping)估輸(shu)入(ru)電(dian)壓範圍(wei) (Vin) 並將(jiang)其(qi)與固(gu)定(ding)閾(yu)值電壓 (Vth) 進行比較(jiao)，以(yi)找出電(dian)壓之(zhi)間(jian)的(de)關(guan)系(xi)。

現(xian)在，將(jiang)輸(shu)入(ru)饋電(dian)電(dian)壓（您(nin)要比較(jiao)）連(lian)接(jie)到電(dian)路(lu)的(de)反(fan)相輸(shu)入(ru)端(duan)會(hui)產(chan)生(sheng)極(ji)性(xing)反(fan)相的(de)輸(shu)出。

因(yin)此(ci)，只(zhi)要輸(shu)入(ru)偏(pian)置(zhi)電(dian)流的電壓差比閾(yu)值更顯著，輸(shu)出就會(hui)靠(kao)近負電源。同(tong)樣(yang)，如(ru)果(guo)該(gai)點(dian)高於(yu)輸(shu)入(ru)參(can)考(kao)電(dian)壓，則比較(jiao)器(qi)輸(shu)出將(jiang)更靠(kao)近正電(dian)源(yuan)軌。 

雖(sui)然(ran)這種(zhong)技(ji)術有(you)它(ta)的(de)好(hao)處(chu)，比如(ru)確(que)定(ding)信(xin)號(hao)是(shi)否高於(yu)設(she)定(ding)的閾(yu)值，但它(ta)有(you)壹(yi)個問(wen)題。輸(shu)入(ru)信(xin)號(hao)上的噪(zao)聲會(hui)在(zai)固(gu)定(ding)點(dian)上方(fang)和下(xia)方(fang)產(chan)生多次轉(zhuan)換(huan)，從而觸發(fa)波(bo)動的(de)結果(guo)。

無滯(zhi)後(hou)比較(jiao)器(qi)的輸(shu)出

來(lai)源：快(kuai)照(zhao)

您(nin)可(ke)以在上圖中看到多個轉換(huan)。想象壹(yi)下(xia)，輸(shu)入(ru)信(xin)號(hao)是(shi)壹(yi)個溫度(du)參(can)數(shu)，而輸(shu)出是(shi)壹(yi)個關鍵(jian)的溫(wen)度(du)應(ying)用(yong)程(cheng)序(xu)，可以(yi)使(shi)事情(qing)變得(de)更(geng)加(jia)透明(ming)。現(xian)在(zai)，不壹(yi)致的(de)輸(shu)出信(xin)號(hao)可(ke)能無法(fa)提供(gong)您(nin)想要的結(jie)果(guo)。 

或者(zhe)，假設(she)您(nin)需(xu)要比較(jiao)器(qi)的輸(shu)出來(lai)運行電(dian)機或閥(fa)門。在(zai)臨界閾(yu)值情況(kuang)下(xia)，波(bo)動的(de)信號(hao)會(hui)多(duo)次打(da)開/關閉閥(fa)門。

幸(xing)運的(de)是(shi)，這是(shi) Hysteresis 解決的壹(yi)個問(wen)題，因(yin)為它(ta)在(zai)切(qie)換(huan)閾(yu)值時完全抵(di)消(xiao)了不穩(wen)定的(de)信(xin)號(hao)，並(bing)提供(gong)了壹(yi)定(ding)的(de)抗(kang)噪(zao)能力。

具有(you)遲(chi)滯(zhi)的(de)比較(jiao)器(qi)

具有(you)遲(chi)滯(zhi)的(de)比較(jiao)器(qi)電路(lu)

來源：快照(zhao)

現(xian)在(zai)，這是(shi)帶有(you)遲(chi)滯(zhi)的(de)比較(jiao)器(qi)電路(lu)圖。此(ci)處(chu)，電(dian)阻器(qi) RH 側(ce)重於(yu)滯(zhi)後(hou)的閾(yu)值水平。因(yin)此(ci)，只(zhi)要輸(shu)出電(dian)壓變為(wei)邏(luo)輯(ji)高(gao) (5V)，RH 就會(hui)與 Rx 並(bing)聯。因(yin)此(ci)，允許額(e)外的(de)直流電流流入(ru) Ry 並(bing)將閾(yu)值 (VH) 限制增(zeng)加(jia)到 2.7v。此(ci)外，如(ru)果(guo)輸(shu)入(ru)電(dian)流不高於(yu)閾(yu)值電壓 (2.7v)，則輸(shu)出響(xiang)應(ying)不會(hui)變為(wei)邏(luo)輯(ji)低(di)。

然(ran)而，當(dang)輸(shu)出為(wei)邏輯(ji)低(di)時，Rh 與 Ry 平行。因(yin)此(ci)，減少流入(ru) Ry 的(de)電流並降低閾(yu)值電壓 t0 2.3v。現在(zai)，要回到(dao)邏輯(ji)高(gao)電(dian)平 (5V)，輸(shu)入(ru)信(xin)號(hao)必(bi)須低於(yu) 2.3 v。

磁(ci)滯(zhi)比較(jiao)器(qi)的設(she)計(ji)

因(yin)此(ci)，為了分解遲(chi)滯(zhi)比較(jiao)器(qi)的設(she)計(ji)，我(wo)們將查看原(yuan)理(li)圖、組件(jian)和設(she)計(ji)。

示意(yi)圖

看看下面(mian)的(de)圖表：

遲(chi)滯(zhi)比較(jiao)器(qi)電路(lu)原(yuan)理(li)圖

來源：快照(zhao)

所需(xu)電子(zi)元(yuan)件(jian)

• (1) 印(yin)刷(shua)電路板 ( PCB )

• 比較(jiao)器(qi)（在這裏(li)，您(nin)可(ke)以使(shi)用(yong)任(ren)何(he)比較(jiao)器(qi)。例如(ru)，我(wo)們將 TLV3201 用於(yu)低(di)功耗應(ying)用(yong)。該(gai)比較(jiao)器(qi)具有(you)低(di)靜(jing)態電(dian)流）

• 標準金屬膜(mo)電阻(zu)器(qi) (0.1%)

設計(ji)要求

• +5v 電源(yuan)電壓

• 0v 至 5v 輸(shu)入(ru)

遲(chi)滯(zhi)比較(jiao)器(qi)設計(ji)

遲(chi)滯(zhi)比較(jiao)器(qi)設計(ji)公(gong)式(shi)

來源：快(kuai)照(zhao)

對於(yu)設(she)計(ji)，我(wo)們可以使(shi)用(yong)等(deng)式(shi) (1) 和 (2) 來(lai)選擇電阻值(zhi)以創(chuang)建(jian)遲(chi)滯(zhi)閾(yu)值電壓（即 VH 和 VL）。另(ling)外，您(nin)需(xu)要選擇具有(you)單壹(yi)值(zhi)的(de) RX。

我(wo)們確定我們的 RX 將具有(you) 100k 評(ping)級。我(wo)們選擇了這個額定(ding)值(zhi)，以便 RX 可以最大(da)限度地(di)減少電(dian)流消耗。另(ling)壹(yi)方(fang)面(mian)，我(wo)們使(shi)用(yong) 576k 值(zhi)實(shi)現(xian)了 Rh。因(yin)此(ci)，我們確認了附錄 A 中的方(fang)程(cheng) (1) 和 (2)：Rh/Rx = VL/VH – VL。

最(zui)後(hou)的話(hua)

比較(jiao)器(qi)在區分兩個信號(hao)電(dian)平時很(hen)有(you)用(yong)。例如(ru)，您(nin)可(ke)以使(shi)用(yong)比較(jiao)器(qi)來區分正常(chang)和超(chao)溫(wen)條(tiao)件(jian)。

此(ci)外，比較(jiao)閾(yu)值處(chu)的(de)噪(zao)聲或信(xin)號(hao)變化會(hui)導(dao)致多(duo)次轉(zhuan)換(huan)。因(yin)此(ci)，遲(chi)滯(zhi)在(zai)比較(jiao)器(qi)電路(lu)中的優勢(shi)在於(yu)它(ta)固(gu)定(ding)了壹(yi)個下限和上限，以解(jie)決眾多轉換(huan)的問(wen)題。好(hao)吧，這篇(pian)文章到此(ci)結束(shu)；如(ru)果(guo)您(nin)有(you)任(ren)何(he)問(wen)題，請隨(sui)時與我(wo)們聯系(xi)。