Agregar histéresis a un comparador de ventanas

He diseñado un comparador de ventanas y me parece imposible agregar histéresis. A continuación se muestra el circuito básico antes de intentar agregar histéresis.ingrese la descripción de la imagen aquí

Ahora agrego una resistencia de retroalimentación a la entrada positiva de ambos amplificadores operacionales en un intento de agregar histéresis y este es el resultado:ingrese la descripción de la imagen aquí

La histéresis parece aplicarse solo a U2, donde el voltaje de referencia está en la entrada positiva. Cuando el voltaje de referencia está en la entrada negativa, como lo es para U1, no hace nada. Poner la resistencia de retroalimentación para U1 en la entrada negativa también estropea todo. Esto es lo que me está confundiendo. ¿Hay alguna forma de hacer esto? La razón por la que quiero agregar histéresis es porque el LED parpadea cuando está cerca de los voltajes de referencia, ya que el voltaje de entrada proviene de un acelerómetro y es muy sensible a los cambios.

Respuestas (2)

La razón es probablemente porque Vin se impulsa con una resistencia relativamente baja.

Si desea aproximadamente la misma cantidad de histéresis en U1 en comparación con U2, una forma sencilla sería poner el equivalente de R3||R4, alrededor1.1K878 Ω , en la serie de Vin entrando.

Hay un pequeño efecto secundario al hacer eso: cambia un poco el nivel de referencia alto, que puede compensar si lo desea.

En mi respuesta original anterior, no vi las conexiones fáciles para no tener la retroalimentación positiva de U1 que afecta a U2. Las conexiones deben ser Vin a través de una resistencia al pin + de U1 y Vin directamente (no a través de la resistencia) al pin - de U2.

Por supuesto Rsource=~0, entonces Rs/(Rs+Rf) = 0% de salida= Histéresis
¿Cómo compensas el hecho de que U2 esencialmente recibe retroalimentación tanto positiva (R13) como negativa (R14) al mismo tiempo?
rioraxe, cuando conecta Vin directamente al pin - de U2, y Vin a través de una resistencia al pin + de U1... ¿el valor de la resistencia Vin permanece igual que en su respuesta original (R3||R4). ¿Podría también compartir las ecuaciones utilizadas para encontrar el valor de la resistencia Vin?
El equivalente de Thevenin para (R3 y R4) es R3||R4 = 1/(1/R3+1/R4) = 878. Cuando se combina con la resistencia fb de 100K, da una relación de histéresis de alrededor de 0,0087 o 43mV cuando se multiplica por una oscilación de 5V para U2. Entonces, si desea la misma relación de histéresis para U1, use una resistencia de 878 entre Vin y U1 + pin.

La solución para la histéresis usa la misma "lógica de diseño" con relaciones R que usaría para ganar con retroalimentación negativa, excepto que usa retroalimentación positiva.

  • La clave aquí es introducir una impedancia de fuente controlada y retroalimentación R para dar la relación deseada, por ejemplo, 1% 1K fuente 100k retroalimentación
  • La otra clave es que necesita modificar la deflexión de escala completa de la salida para que su señal de entrada deba estar siempre entre la escala media y la salida de escala completa (atenuada por relaciones R si es necesario)

esquemático

simular este circuito : esquema creado con CircuitLab

  • si la señal de entrada tiene una SNR deficiente, entonces es aconsejable analizar el ancho de banda "útil" de la señal y diseñar un filtro para que coincida con ese espectro, y reducir el ruido si es posible.
    • por ejemplo, LPF de 5 Hz de cuarto orden con amplificador OP dual y 4 valores RC
  • Si el ruido es "mecánico", agregue refuerzos.

Tenga en cuenta que el LT1720 tiene una histéresis de 2 ~ 7 mV y su señal tiene un ruido de 100 mVpp, mientras que sus umbrales están separados solo por 200 mVpp. Entonces, aunque es posible hacer una alternancia limpia, reduciría el ruido 5: 1 y aumentaría la histéresis a 20 mV

Agregar histéresis a un comparador de ventanas
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