一種多輸出狀態(tài)的滯回比較器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種滯回比較器，具體涉及一種多輸出狀態(tài)的滯回比較器。
【背景技術(shù)】
[0002] 滯回比較器是一種常用的比較器，廣泛應(yīng)用于工業(yè)控制領(lǐng)域。滯回比較器的電壓 比較閥值是根據(jù)輸出狀態(tài)決定的，在輸出為高電平時(shí)，電壓比較閥值為高電平，輸出為低電 平時(shí)電壓比較閥值為低電平，因此會(huì)產(chǎn)生電壓滯回區(qū)間。由于電壓滯回區(qū)間的存在，整個(gè)滯 回器具有一定"慣性"，因而抗干擾能力強(qiáng)，在工業(yè)控制領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用，也常作為混沌 系統(tǒng)的切換控制部分。
[0003] 但現(xiàn)有滯回比較器的輸出只有高低電平兩種狀態(tài)，輸出狀態(tài)單一。因此，在混沌切 換控制系統(tǒng)中，采用傳統(tǒng)滯回比較器只能夠?qū)崿F(xiàn)兩個(gè)系統(tǒng)之間的切換，要實(shí)現(xiàn)多個(gè)系統(tǒng)的 切換，就要將多個(gè)滯回比較器進(jìn)行級(jí)聯(lián)，電路繁瑣；而且由于滯回比較器中運(yùn)算放大器單元 之間本身就存在誤差，多級(jí)級(jí)聯(lián)之后會(huì)積累誤差，容易造成混沌電路系統(tǒng)電路實(shí)際調(diào)節(jié)的 困難。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的在于針對(duì)現(xiàn)有滯回比較器只有高低電平兩種輸出狀態(tài)的缺陷，提出 了一種能夠在滯回區(qū)間內(nèi)產(chǎn)生多種輸出狀態(tài)的滯回比較器。
[0005] 為此，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案： 一種多輸出狀態(tài)的滯回比較器，包括一個(gè)滯回比較器、若干窗口比較器、與窗口比較器 相同數(shù)量的模擬開關(guān)及一個(gè)多變量反相加法器，所述滯回比較器和窗口比較器的輸入端分 別連接輸入電壓，窗口比較器的輸出端分別連接模擬開關(guān)的輸入端，模擬開關(guān)的輸出端分 別與多變量反相加法器的輸入端相連接，滯回比較器的輸出端分別與模擬開關(guān)的控制端和 多變量反相加法器的輸入端相連接，多變量反相加法器的輸出端連接輸出電壓。
[0006] 進(jìn)一步地，所述窗口比較器的輸出端與模擬開關(guān)的輸入端之間連接有減法器。
[0007] 進(jìn)一步地，所述滯回比較器輸出端與其中一模擬開關(guān)的控制端之間連接有第一反 相器。
[0008] 進(jìn)一步地，所述多變量反相加法器的輸出端與輸出電壓之間連接有第二反相器。 [0009]本發(fā)明的電路原理如下： 本發(fā)明多狀態(tài)滯回比較器是指滯回比較器能夠在滯回區(qū)間內(nèi)輸出多個(gè)輸出狀態(tài)。而要 想獲得多個(gè)輸出狀態(tài)，只能通過兩種方式，一種是改變滯回區(qū)間內(nèi)的輸出值，另一種是改變 滯回狀態(tài)外的輸出值。本發(fā)明選擇通過改變滯回比較器滯回區(qū)間內(nèi)的電壓輸出值來增加滯 回比較器的輸出狀態(tài)。具體地，本發(fā)明用多變量反相加法器將窗口比較器的電壓輸出值疊 加到滯回比較器的輸出值上來改變滯回比較器的輸出值，并且根據(jù)滯回比較器的輸出電壓 值決定模擬開關(guān)是否打開，從而決定窗口比較器的輸出電壓值是否疊加到滯回比較器的輸 出電壓上，如此將滯回比較器的輸出值與窗口比較器的輸出值通過多變量反相加法器相疊 加就可以形成多輸出狀態(tài)的滯回比較器。
[0010] 具體而言，單個(gè)滯回比較器的輸出只有高低電平兩種狀態(tài)即UH1、UL1，單個(gè)窗口 比較器也有高低電平兩種狀態(tài)UH2、UL2,在將滯回比較器與窗口比較器的電壓輸出值疊加 后，最多會(huì)有（UH1+UH2，UH1+UL2，UL1+UH2，UL1+UL2)四種狀態(tài)，若有n個(gè)窗口比較器，則 最多會(huì)有2 (n+1)種狀態(tài)。
[0011] 綜上，本發(fā)明的有益效果在于： 1、 經(jīng)過本發(fā)明電路改造后，通過單個(gè)滯回比較器即可產(chǎn)生多個(gè)輸出狀態(tài)，解決了單個(gè) 滯回器只能輸出兩種狀態(tài)的缺陷； 2、 本發(fā)明通過滯回比較器、窗口比較器、模擬開關(guān)、加法器等現(xiàn)有電路模塊實(shí)現(xiàn)，電路 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，并且調(diào)節(jié)方便； 3、 可以根據(jù)實(shí)際需要設(shè)定滯回比較器輸出值的個(gè)數(shù)與大小，適于推廣。
【附圖說明】
[0012] 圖1為本發(fā)明的電路結(jié)構(gòu)原理框圖； 圖2為本發(fā)明實(shí)施例的電路結(jié)構(gòu)原理框圖； 圖3為本發(fā)明實(shí)施例的電路結(jié)構(gòu)圖； 圖4為本發(fā)明實(shí)施例VI的傳輸特性曲線； 圖5為本發(fā)明實(shí)施例V2的傳輸特性曲線； 圖6為本發(fā)明實(shí)施例V3的傳輸特性曲線； 圖7為本發(fā)明實(shí)施例Vwt的傳輸特性曲線。
【具體實(shí)施方式】
[0013] 下面以單個(gè)滯回比較器四輸出狀態(tài)的設(shè)計(jì)為例，詳細(xì)解釋本發(fā)明多輸出狀態(tài)滯回 比較器的設(shè)計(jì)原理。
[0014] 如圖2所示，第一運(yùn)算放大器U1、第二運(yùn)算放大器U2、第一二極管D1、第二二極管 D2和第十九電阻R19組成第一窗口比較器，VMf2、VMf3是第一窗口比較器的上電壓限值和下 電壓限值，且VMf2>VMf3。第四運(yùn)算放大器U4、第五運(yùn)算放大器U5、第三二極管D3、第四二極 管D4和第二十電阻R20組成第二窗口比較器，VMf4、VMf5是第二窗口比較器的上電壓限值 和下電壓限值，且V,ef4>V,ef5。第一電阻R1、第二電阻R2與第三運(yùn)算放大器U3組成滯回比 較器，1@是滯回比較器滯回區(qū)間的中心電壓值，該滯回比較器的電壓輸出值為V2。第三 電阻R3、第四電阻R4、第五電阻R5、第六電阻R6與第六運(yùn)算放大器U6構(gòu)成第一減法器，第 一減法器的輸出電壓值為VI。第七電阻R7、第八電阻R8與第七運(yùn)算放大器U7構(gòu)成第一反 相器。第九電阻R9、第十電阻R10、第^^一電阻R11、第十二電阻R12與第八運(yùn)算放大器U8 組成第二減法器，第二減法器的輸出電壓值為V3。第十三電阻R13、第十四電阻R14、第十五 電阻R15、第十六電阻R16與第九運(yùn)算放大器U9組成三變量反相加法器(本實(shí)施例多變量反 相加法器選擇三變量反相加法器)，其輸出電壓值為-V。#。第十七電阻R17、第十八電阻R18 與第十運(yùn)算放大器U10構(gòu)成第二反相器2。
[0015] 滯回比較器、第一窗口比較器和第二窗口比較器的輸入端分別連接輸入電壓vin， 第一窗口比較器的輸出端通過第一減法器連接第一模擬開關(guān)的輸入端，第二窗口比較器的 輸出端通過第二減法器連接第二模擬開關(guān)的輸入端，第一模擬開關(guān)和第二模擬開關(guān)的輸出 端分別與三變量反相加法器的輸入端相連接，滯回比較器的輸出端分別與第一模擬開關(guān)和 第二模擬開關(guān)的控制端以及三變量反相加法器的輸入端相連接，滯回比較器與第二模擬 開關(guān)之間還連接有第一反相器，三變量反相加法器的輸出端通過第二反相器連接輸出電壓 V〇Ut。
[0016] 第一模擬開關(guān)和第二模擬開關(guān)選用⑶4066或者其它市售型號(hào)的模擬開關(guān)芯片。
[0017] 滯回比較器的輸入比較閥值為TL1，TH1，且TL1〈TH1，輸出值有高電平VoH和低電 平VoL兩種狀態(tài)，且V〇H=-VoL;第一窗口比較器和第二窗口比較器的輸入比較閾值均為 TL2,TH2,且TL1=TL2,TH1=TH2,由于第十九電阻R19和第二十電阻R20接地，第一窗口比較 器和第二窗口比較器的電壓輸出值有高電平VoH和低電平〇兩種狀態(tài)，且其中第一窗口比 較器或第二窗口比較器的輸出是否與滯回比較器的輸出結(jié)果相加由滯回比較器的輸出電 壓值決定。其原理為，滯回比較器的輸出為高電平VoH時(shí)，模擬開關(guān)打開，而當(dāng)滯回比較器 的輸出為低電平VoL時(shí)，模擬開關(guān)關(guān)閉。
[0018] 若輸入電壓Vin〈TLl(TL2)，則滯回比較器的輸出為高電平VoH，第一窗口比較器 和第二窗口比較器的輸出亦為高電平VoH，此時(shí)第一模擬開關(guān)打開，并且由于第一反相器的 反相作用，施加到第二模擬開關(guān)控制端上的輸出電壓被第一反相器反相為低電平VoL，所以 此時(shí)第二模擬開關(guān)關(guān)閉。
[0019] 另外，由于本發(fā)明只需要改變滯回區(qū)間內(nèi)的電壓輸出值，因此需要 將第一窗口比較器和第二窗口比較器在滯回區(qū)間門限值之外的輸出電平設(shè) 置為0,因而，本發(fā)明通過設(shè)置第一減法器和第二減法器將第一窗口比較器和 第二窗口比較器在滯回區(qū)間門限值之外的輸出電平相減以得到0V的輸出電 壓。于是，第一窗口比較器輸出電壓VoH在經(jīng)過第一減法器后，輸出電壓值
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種多輸出狀態(tài)的滯回比較器，其特征在于，包括一個(gè)滯回比較器、若干窗口比較 器、與窗口比較器相同數(shù)量的模擬開關(guān)及一個(gè)多變量反相加法器，所述滯回比較器和窗口 比較器的輸入端分別連接輸入電壓，窗口比較器的輸出端分別連接模擬開關(guān)的輸入端，模 擬開關(guān)的輸出端分別與多變量反相加法器的輸入端相連接，滯回比較器的輸出端分別與模 擬開關(guān)的控制端和多變量反相加法器的輸入端相連接，多變量反相加法器的輸出端連接輸 出電壓。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多輸出狀態(tài)的滯回比較器，其特征在于，所述窗口比較 器的輸出端與模擬開關(guān)的輸入端之間連接有減法器。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多輸出狀態(tài)的滯回比較器，其特征在于，所述滯回比較 器輸出端與其中一模擬開關(guān)的控制端之間連接有第一反相器。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多輸出狀態(tài)的滯回比較器，其特征在于，所述多變量反 相加法器的輸出端與輸出電壓之間連接有第二反相器。
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種多輸出狀態(tài)的滯回比較器，包括一個(gè)滯回比較器、若干窗口比較器、與窗口比較器相同數(shù)量的模擬開關(guān)及一個(gè)多變量反相加法器，所述滯回比較器和窗口比較器的輸入端分別連接輸入電壓，窗口比較器的輸出端分別連接模擬開關(guān)的輸入端，模擬開關(guān)的輸出端分別與多變量反相加法器的輸入端相連接，滯回比較器的輸出端分別與模擬開關(guān)的控制端和多變量反相加法器的輸入端相連接，多變量反相加法器的輸出端連接輸出電壓。本發(fā)明通過單個(gè)滯回比較器即可產(chǎn)生多個(gè)輸出狀態(tài)，解決了目前單個(gè)滯回器只能輸出兩種狀態(tài)的缺陷，并且全部通過現(xiàn)有電路模塊實(shí)現(xiàn)，電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，而且調(diào)節(jié)方便。
【IPC分類】H03K5-22
【公開號(hào)】CN104868888
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510269703
【發(fā)明人】朱娟峰, 李守亮, 馬義德, 杜娟, 劉冀釗, 周爽
【申請(qǐng)人】蘭州大學(xué)
【公開日】2015年8月26日
【申請(qǐng)日】2015年5月25日