滯回比較器（Hysteresis Comparator），也稱為施密特觸發器（Schmitt Trigger）或遲滯比較器，是一種具有特殊功能的比較器電路。與普通比較器不同，滯回比較器在輸入信號接近閾值電壓時，其輸出狀態的變化不是瞬間完成的，而是具有一定的滯后性。這種滯后性通過引入正反饋機制實現，可以有效抑制輸入信號的噪聲干擾，提高系統的穩定性和可靠性。

閾值電壓的定義與重要性

滯回比較器的閾值電壓是指使輸出電平發生跳變的輸入電壓值。由于滯回特性的存在，滯回比較器具有兩個閾值電壓：上升閾值電壓（Vth1）和下降閾值電壓（Vth2）。當輸入電壓從低電平向高電平變化時，達到上升閾值電壓時輸出由低變高；而當輸入電壓從高電平向低電平變化時，必須降至下降閾值電壓以下，輸出才會由高變低。這兩個閾值電壓的差值即為滯回寬度，它決定了比較器對輸入信號噪聲的抑制能力。

閾值電壓的確定方法

1. 電路設計參數

滯回比較器的閾值電壓主要由以下幾個設計參數決定：

• 電源電壓Vcc ：決定了比較器的輸出電平范圍。
• 參考電壓Vref ：作為輸入信號與運算放大器正輸入端進行比較的基準值，通常閾值電壓會圍繞這個值波動。
• 電阻R1和R2 ：這兩個電阻決定了比較器的滯回寬度和閾值電壓。通過調整這兩個電阻的阻值，可以靈活地設置所需的閾值電壓和滯回寬度。
• 運算放大器 ：運算放大器的性能直接影響比較器的精度和穩定性。在選擇運算放大器時，需要考慮其輸入偏置電流、輸入偏置電壓、增益帶寬積等參數。

2. 閾值電壓的計算公式

對于同向滯回比較器，其閾值電壓的計算公式如下：

• 上升閾值電壓Vth1 ：
  

這個公式表示當輸入電壓從低電平向高電平變化時，達到這個電壓值時輸出會由低變高。

• 下降閾值電壓Vth2 ：
  
  這個公式表示當輸入電壓從高電平向低電平變化時，降至這個電壓值以下時輸出會由高變低。

3. 電路仿真與驗證

在完成電路設計后，通常需要進行電路仿真來驗證比較器的性能是否滿足設計要求。仿真過程中可以觀察輸入電壓和輸出電壓的波形圖，確認閾值電壓的實際值與計算值是否一致。如果發現偏差較大，需要調整電路參數并重新進行仿真驗證。