施密特觸發器(施密特觸發器結構圖)

滯回比較器----也叫施密特觸發器

要想搞清楚什么是滯回比較器，我們先得認識一個概念：閾值

例如在夏天，如果天氣很熱，我們在家里就經常要開空調，假設我們把空調開到26度，則當室內溫度高于26度時，空調就會自動制冷，當溫度小于26度時，空調就會自動關閉。那么這個26度，就是空調此時工作狀態的一個閾值，當室內溫度大于這個閾值時，觸發制冷動作，當室內溫度小于這個閾值時，觸發關閉動作。也就相當于大于這個值時，觸發一種動作，小于這個值時，又觸發另一種動作，而這個值，就稱為閾值。如果你覺得空調這樣設計就對了，那你就是跟我一樣，這只是我們普通人的想法，但工程師在實際的設計過程中，他是不可能這么設計的，因為此時只有一個閾值 ，那么當室溫大于26度，空調打開，室溫小于26度，空調又會關閉，那么就很可能在很短的時間內，空調會在不停的打開和關閉，這是我們都是不愿意看到的。為了解決這個問題，我們就要引入雙閾值的概念。例如，當用戶把空調開到26度時，我們就把空調設計成室溫達到28度時再制冷，室溫小于26度時再關閉，室溫在26度到28度的范圍內空調保持原來的狀態不變，如果原來它制冷仍繼續制冷，如果它原來關閉仍然關閉，只有當室溫小于26度才觸發關閉動作，或室溫大于28度才觸發制冷動作。這樣空調就不用頻繁地去開和關，這樣是不是更節能，是不是也就更貼近我們的生活需要呢？那么這個26度和28度就都成為了此時空調工作狀態的閾值，這就是雙閾值，一個閾值大，一個閾值小。

實際上一般在一個模擬量輸入的情況下，很多都是做雙閾值來解決，就象水箱的水位高度，室內設定的一個溫度等都是一個模擬量。而通過滯回比較器我們就能比較容易地去實現雙閾值的控制和計算。滯回比較器的思想就是當輸入信號高于它的高閾值時，比較器的輸出電平發生翻轉，當輸入信號低于它的低閾值時，比較器的輸出電平信號也發生翻轉，當輸入信號界于它的高閾值與低閾值之間時，比較器的輸出電平狀態保持不變，起到抗干擾的作用。

滯回比較器在電路中使用正反饋，運放處于非線性狀態。下面我們就來推導一下滯回比較器閾值的計算公式。

1.沒有參考電壓的滯回比較器，如下圖1所示：

沒有參考電壓，則參考電壓U+由輸出電壓Uo決定，我們假設比較器能輸出的最大電壓為Uom,最低電壓為-Uom,且輸入信號Ui是由無窮小慢慢變大，我們假設Ui為無窮小慢慢變大的目的是讓Ui開始時小于U+,根據比較器的輸出特性，當同相端的電壓大于反相端的電壓時，Uo輸出為高電平即：

Uo = Uom

再根據理想運放“虛斷”的特性，可算出U+的電壓為：

當Ui逐漸增大，當它增大到大于U+時，根據比較器的特性，當同相端電壓小于反相端電壓時，Uo輸出為低電平，即Uo = - Uom

根據理想運放“虛斷”的特性，我們同樣可以算出此時U+的電壓為：



這樣，我們就可以畫出它的電壓傳輸特性如圖2：



由此我們就得到滯回比較器的兩個參考電壓（閾值電壓）UH ，UL且UH > UL

當Ui從無窮小一直增大到UH時，Uo輸出一直是Uom，當Ui只有大于UH時，輸出電壓Uo由Uom跳變到-Uom

當Ui從無窮大一直減小到UL時，Uo輸出一直是 -Uom，當Ui只有小于UL時，輸出電壓Uo由 -Uom跳變到Uom

當Ui的值界于UL和UH之間時，Uo的電壓保持原來原有的狀態不變

我們分別稱UH和UL為滯回比較器的上下門限電壓，稱(UH-UL)為回差或門限寬度

這就是滯回比較器的電壓傳輸特性。

2.有參考電壓的滯回比較器，如下圖3所示

我們也假設Ui從無窮小慢慢增大，比較器能輸出的最大電壓為Uom，最小電壓為-Uom

根據理想運放的“虛斷”特性，可列出以下方程：

由此我們可以看出滯回比較器為什么有兩個閾值，是因為它的輸出端有兩種狀態，那么對應它的同相端就有兩個閾值。

我們把U+的較小的值設為UL,較大的值為UH, 由此我們可以畫出它的電壓傳輸特性：

具體分析方法與無參考電壓方式相同。