电路设计滞回电路：原理剖析与设计案例

在某些特定的电路应用场景中，为了避免误动作或者去除干扰信号，需要对信号进行窗口检测。滞回电路因其独特的特性，在这类应用中发挥着重要作用。滞回电路具有两个阈值电平，能够对应输出两种不同的状态，并且在两个阈值之间的状态变化不会引发电平的跳变。在一些受成本限制的设计方案中，采用分立器件搭建滞回电路是一种常见的选择。

三极管滞回电路设计方案

我们以一个具体的三极管滞回电路设计为例，来详细阐述其工作原理和设计过程。该电路的设计目标是：当输入信号 IN 大于 2V 时，输出高电压；当 IN 小于 1.6V 时，输出低电压；而当 IN 介于 1.6V 和 2V 之间时，输出状态保持与之前相同。

假设输入信号 V2 是一个幅值在 0V - 5V 之间变化的锯齿波，IN 的开启电压记为 VH，关闭电压记为 VL，三极管的 VBE 电压为 0.7V，并且在计算过程中忽略三极管的其他导通电压。

该电路存在三种不同的工作状态：

• 状态一：Q2 导通，此时输出 VOUT 为低电平。

• 状态二：当 V2 电压持续上升时，Q1 导通，Q2 截止。此时，VH 的计算公式为 VH = 0.7 + (V1 * R2) / (Rc2 + R2)，输出 VOUT 为高电平。

• 状态三：当 V2 电压持续下降时，Q1 截止，Q2 导通。此时，VL 的计算公式为 VL = 0.7 + (V1 * R2) / (Rc1 + R2)，输出 VOUT 为低电平。

通过联立上述方程，可以解得 Rc1 = 4.56 * R2，Rc2 = 2.85 * R2。为了保证电路的功耗在合理范围内，我们选取 R2 = 2K，进而计算出 Rc1 = 9.12K，Rc2 = 5.70K。
根据上述参数进行电路仿真，得到相应的仿真结果。同时，在实验室中根据现有电阻取值搭建实际电路，进行实测。实测结果显示，VH 电压为 2.08V，VL 电压为 1.28V。

改进电路设计

如果需要输出低电平为零，我们可以对原电路进行改进。改进后的电路能够实现：当 IN 信号大于 2V 时，输出低电压；当 IN 小于 1.3V 时，输出高电压；而当 IN 介于 1.3V 和 2V 之间时，输出状态保持与之前相同。

注意事项

在设计和应用滞回电路时，有以下几点需要特别注意：

1. 电阻阻值误差的影响：电阻阻值的误差会对阈值精度产生一定的影响。为了提高信号的阈值宽度，可以通过对输入信号进行分压处理。

2. 输出电压的处理：Q2 输出电压存在明显的压差，在实际应用中可以搭配其他电路来实现更理想的输出效果。

3. 输入电压范围的限制：该电路存在一定的局限性，对输入电压的范围有较高的要求。在设计过程中，需要根据具体的应用场景合理选择输入电压范围。

4. 电源供电方式：电路的电源可以使用稳压管供电，以保证电源的稳定性，从而提高电路的性能。

5. 参数忽略的影响：在计算过程中，忽略三极管的部分参数是为了简化计算过程。经过实际验证，这种忽略对最终结果的影响可以忽略不计。