CN201298835Y - 自动调整阈值的比较器电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种自动调整阈值的比较器电路。它包括通用集成比较器芯片，还包括检波二极管、两个分压电阻及滤波电容，其中，输入端分别与比较器的输入端、检波二极管的正极相联，检波二极管的负极分别联接滤波电容的一端及分压电阻的一端，分压电阻的另一端分别与比较器端和分压电阻的一端相联，分压电阻的另一端分别与滤波电容的另一端及直流参考电压端联接。本实用新型的优点是：1.(Vi)幅值很小时，(VO)也正常翻转工作电平；2.(Vi)叠加有低频干扰，且幅度有较大波动时，(VY)自动跟随调整阈值，保证(VO)正常翻转；3.由于(VY)幅度随(Vi)幅度自动调整，(VO)的翻转时刻总保持在一个确定时刻，与(Vi)幅度几乎无关。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种自动控制或仪器仪表的电子电路，特别涉及一种传感检测电路的自动调整阈值的比较器电路。
背景技术
在自动控制或仪器仪表电路中，经常遇到将一个交流模拟电压整形为等幅脉冲波形的信号处理电路。目前这种整形电路大都使用集成比较器实现，市售的集成比较器芯片有数十种不同型号。这类芯片搭成的比较器电路，依据各型号的产品说明书，都需要一个(或两个)比较电压。其中单比较器需要一个比较电压VY，它常是分压电路或稳压电路所形成的直流电压。这种常规比较器的典型电路示于图1中。图中集成化比较器UCOMP常用五个管脚，即VCC和GND两脚之间加入直流单电源供电；两个输入端：X端可以加入被比较模拟信号，Y端可以是一个不变的直流比较电压VY。两入端的电压幅度相比较，当信号Vi>VY时，VO为高电平，反之VO翻转为低电平。此外，输出电压VO占用引脚OUT。
这种常规比较电路一般存在如下缺点：
1.当被比较电压Vi的幅度较小时，即Vi的幅度总保持小于VY的情况下，比较器将停止翻转。
2.当Vi上叠加有低频干扰信号时，如果在一段时间内，Vi总保持高于VY的情形，或Vi总保持低于VY的情形，此期间内应该使VO翻转的时刻，将不再发生VO翻转，出现电路抗干扰能力差的结果。
3.当VY不变时，而Vi的幅度发生变化，则VO翻转时刻也将变化(又称相位移动)。这对于翻转时刻要求很严的指标来说，不能使用常规比较电路。
发明内容
鉴于现有技术存在的缺点，本实用新型提供了一种自动调整阈值的比较器电路。这种比较电路有一个可以随输入电压信号Vi的幅度变化而自动调整的比较电压(又称阈值)，从而保证了在Vi的很宽幅度变化范围内，电路都能正常工作。该比较电路适用于输入信号幅度起伏很大，或者叠加有低频干扰电压的比较环节。
为实现上述目的，本实用新型所采取的技术方案是：自动调整阈值的比较器电路，包括分别与输入端、电源正极、电源负极及电路输出端相联的通用集成比较器芯片，其特征在于还包括检波二极管、两个分压电阻及滤波电容，其中，输入端分别与所述的比较器的输入端、检波二极管的正极相联，检波二极管的负极分别联接滤波电容的一端及分压电阻的一端，分压电阻的另一端分别与比较器端和分压电阻的一端相联，分压电阻的另一端分别与滤波电容的另一端及直流参考电压端联接。
本实用新型的有益效果是：比较电压VY可以不是恒定直流信号，而是脉动直流电压信号，其幅值总在Vi的峰值与谷值之内，从根本上改变了比较该翻转而不翻转的现象出现，提高了电路的可靠性。因为比较电压VY是对Vi的峰值取包络信号之后再得的脉动直流信号，它与Vi的峰值保持比例关系，二者经过比较电路之后，可以发现有如下三个优点，这些优点是常规比较电路所不具备的：
1.Vi幅值很小时，VO也正常翻转工作电平。
2.Vi叠加有低频干扰，且幅度有较大波动时，本实用新型电路的VY自动跟随调整阈值，保证VO正常翻转。
3.由于VY幅度随Vi幅度自动调整，VO的翻转时刻总保持在一个确定时刻，与Vi幅度几乎无关。
附图说明
图1为传统的常规比较电路图。
图2为本实用新型的电路图并作为摘要附图。
图3为本实用新型的应用电路图。
具体实施方式
如图2所示，自动调整阈值的比较器电路，包括分别与输入端Vi、电源正极VCC、电源负极GND及电路输出端VO相联的通用集成比较器芯片，还包括检波二极管D、分压电阻R1、R2及滤波电容C，
通用集成比较器芯片UCOMP，它的五个接线引脚中，X端接入被比较电压Vi；Y端接入与Vi的峰值或比例关系的脉动直流电压VY(阈值)，即VY与Vi幅度相关。
通用集成比较器芯片UCOMP的VCC端接入外电源的正极，GND端接电源的负极，亦为电路的公共地线，输出端OUT接电路输出端VO。比较器的两个输入端中，X端直接接输入端Vi；Y端电路接法是：Vi再与检波二极管D的正极相联，D的负极分别联接峰值滤波电容C的一端和分压电阻R1的一端，R1的另一端分别与比较器的输入端Y和分压电阻R2的一端相联，而R2的另一端与C的另一端都联在直流参考电压端B端，B端接参考电压VB，其量值为VB＝VCC/2-0.2V。VO是对GND的输出电压，Vi是对于VCC/2的输入电压。
电路的原理如下：输入模拟信号Vi是一个交流电压，它直接送X端进行比较。而Vi经D半波检波和C峰值滤波得到了一个正峰值包络信号，该包络信号再被R1和R2分压后送比较器Y端。可见Y端是随Vi幅度变化而自动调整比较电压(阈值)的脉动直流信号。就是说VY总在Vi的峰值与VB的范围之内，因此UCOMP可以总保持正常工作状态。当Vi的幅度为0时，比较器输出保持高电平状态不变。
应用实例
图3给出了本实用新型电路的一套元件参数及应用电路图。
如图3所示MAX998型通用集成比较器芯片中X与Y两端的电压信号相互比较，比较结果使VO为+2.8V或0V，X端加入被比较交流信号Vi，Y端的比较电压是Vi的正峰值包络电压，其幅度再被衰减到5/8的缓变电压信号。MAX998型比较器芯片使用+2.8V电源供电。Vi是对于电源的中点电压1.4V进行输入的交流信号。它是一个正弦信号串，正弦波频率为50kHz不变，每32个正弦周期为一串，串周期为1秒。图中B点电压为外加直流电压，幅度比VCC/2小0.2V。
实验表明，Vi将被整形为幅度为2.8Vpp的脉冲串。当Vi的幅度从0.3～2.7Vpp范围内变化时，电路都能正常工作。设计电路时，电容C之值与Vi的频率有关，其值可以依50kHz/0.01μF之比计算出来。R1与R2之和为80kΩ左右，二者阻值之比一般为3:5，特殊情况下，依电路参数的需求实际调整。除了用于正弦串电压信号的整形之外，本电路还可以用于其它模拟信号的幅度整形比较。
Claims (1)
1.一种自动调整阈值的比较器电路，包括集成比较器芯片，其特征在于，还包括检波二极管(D)、分压电阻(R1、R2)及滤波电容(C)，其中，输入端(Vi)分别与所述的比较器的(X)端、检波二极管(D)的正极相联，检波二极管(D)的负极分别联接滤波电容(C)的一端、分压电阻(R1)的一端，分压电阻(R1)的另一端分别与比较器的(Y)端、分压电阻(R2)的一端相联，分压电阻(R2)的另一端分别与滤波电容(C)的另一端及直流参考电压(B)端联接。
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