[发明专利]迟滞比较器

说明书

技术领域

本发明涉及一种模拟集成电路中的迟滞比较器。

背景技术

迟滞比较器(regenerative comparator)又称施密特触发器(Schmitt trigger)，因能滤除干扰噪声而获得广泛应用。

请参见图1，这是一种最常见的迟滞比较器，由放大器接成正反馈的形式。具体包括一个差分输入、单端输出的放大器A和两个电阻R1、R2。其中放大器A的正输入端一方面通过电阻一R1连接信号输入端Vin，另一方面还通过电阻二R2连接放大器A的输出端。信号输入端Vin还直接连接放大器A的负输入端。放大器A的输出端作为信号输入端Vout。

图1所示的迟滞比较器的迟滞电压由两个电阻R1、R2的阻值决定。这种迟滞比较器由于信号输入端Vin直接和运算放大器A的负输入端相连，所以对输入信号有一定的要求，限制了输入信号的范围。在实际的电路设计中，对于前级输出的信号我们无法精确控制，如果输入信号不符合要求会导致迟滞比较器的输出不稳定或者无输出，从而影响系统性能。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种迟滞比较器，对输入信号没有限制，因而具有更广阔的适用范围。

为解决上述技术问题，本发明迟滞比较器包括一个差分输入、单端输出的运算放大器、四个电阻、一个电容、信号输入端、信号输出端；

所述运算放大器的正输入端一方面通过电阻一连接信号输入端，另一方面还通过电阻二连接运算放大器的输出端；

所述运算放大器的负输入端一方面通过电阻三连接信号输入端，另一方面还通过电阻四接地，再一方面还通过电容接地；

所述运算放大器的输出端作为信号输出端。

本发明迟滞比较器具有输入信号范围大，抗干扰能力强等优点。

附图说明

图1是现有的迟滞比较器的电路示意图；

图2是本发明迟滞比较器的电路示意图。

图中附图标记说明：

Vin为信号输入端；Vout为信号输出端；A为运算放大器；R1为电阻一；R2为电阻二；R3为电阻三；R4为电阻四；C为电容。

具体实施方式

请参阅图2，本发明迟滞比较器包括一个差分输入、单端输出的运算放大器A；四个电阻R1、R2、R3、R4；一个电容C；信号输入端Vin；信号输出端Vout。其中，运算放大器A的正输入端一方面通过电阻一R1连接信号输入端Vin，另一方面还通过电阻二R2连接运算放大器A的输出端。运算放大器A的负输入端一方面通过电阻三R3连接信号输入端Vin，另一方面还通过电阻四R4接地，再一方面还通过电容C接地。运算放大器A的输出端作为信号输出端Vout。

本发明迟滞比较器中，运算放大器A、电阻一R1和电阻二R2构成运算放大器A的正输入端和输出端之间的正反馈，也就是图1所示的现有的基本的迟滞比较器，电阻一R1和电阻二R2的阻值之比决定了迟滞电压。在此基础上，电阻三R3和电阻四R4构成了信号输入端Vin和接地之间的分压电路，有效提高了信号的输入范围。而电阻三R3和电容C构成了信号输入端Vin和接地之间的低通滤波器，调整RC常数能滤除高频的干扰信号，从而提高电路的抗干扰能力。

本发明迟滞比较器特别适用于高频RFID(射频识别)电路，例如13.56MHz的RFID电路。通过控制电阻三R3的电阻值和电容C的电容值，可以将高频干扰信号(例如大于20MHz)滤除掉。

本发明迟滞比较器的工作原理是这样的：输入信号从输入端Vin经过正反馈后输入到运算放大器A的正输入端，电路能滤掉的噪声即为迟滞性：ΔV＝(R₁/(R₁+R₂))·VDD，其中VDD为工作电压。该迟滞性特性可以根据电路和系统的要求进行调节。输入信号还从输入端Vin经过电阻三R3和电阻四R4分压后输入到运算放大器A的负输入端，使得输入信号的幅度可以更大。同时输入信号还从输入端Vin经过电阻三R3和电容C组成的低通滤波器后，滤除了高频的干扰信号后输入到运算放大器A的负输入端，最后经过运算放大器A后就输出比较后的信号。