什么是“输入滞后”?

电器工程 数据表 滞后
2022-01-12 22:12:43

我正在查看数字电路的数据表,它指定典型的输入迟滞为 100 mV。这到底是什么意思?

4个回答

假设您在 2.5 V 检测到从低到高的转换。100 mV 滞后意味着在 2.55 V 检测到低到高转换,在 2.45 V 检测到高到低转换,100毫伏差异。
例如,如果输入信号包含一些噪声,则滞后用于防止几个快速连续的变化。噪声可能意味着您不止一次越过 2.5 V 的阈值,这是您不希望的。

没有滞后的行为

100 mV 滞后意味着低于 100 mV 的噪声水平不会影响阈值通过。适用哪个阈值取决于您是从低到高(然后是较高的阈值)还是从高到低(然后是较低的阈值):

滞后

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说明滞后的另一种方法是通过其传递函数,具有典型的循环:

滞后传递函数

只要输入电压保持在 \$V_{T+}\$ 以下,则输出为低电平,但如果超过此值,则输出切换为高电平(向上箭头)。然后,只要输入电压保持在 \$V_{T-}\$ 以上,输出就会保持高电平。当输入电压低于该阈值时,输出切换到低电平(向下箭头)。


注意:迟滞也可用于提高抗噪能力以外的其他目的。下面的逆变器有一个迟滞输入(使其成为施密特触发器,由逆变器内部的符号表示)。这个简单的电路就是制作振荡器所需的全部。

HC14振荡器

这是它的工作原理。当它打开时,电容器的电压为零,因此输出很高(它是一个逆变器!)。高输出电压开始通过 R 对电容器充电。当电容器上的电压达到较高阈值时,逆变器将其视为高电压,输出将变为低电平。电容器现在将通过 R 放电到低输出,直到达到下阈值。然后逆变器将再次将此视为低电压,并使输出为高电平,因此电容器再次开始充电,整个过程重复。
频率由方程式中给出的电容器和电阻器的值决定。HC普通 HCMOS ( ) 和 TTL 兼容 ( )的频率之间的差异HCT) 是因为两个部分的阈值水平不同。

其他两个答案举例说明了在存在离散触发的特定情况下滞后意味着什么,但滞后在连续域中具有更一般的含义,如下所示:

当在一个“方向”上进行的测量不一定等于在另一个“方向”上进行的“相同事物”的测量时,系统就会表现出滞后现象。

例如,假设您有一个标记为 0 到 9 的电位器。如果在顺时针方向转动到“5”时,可以说电位器表现出滞后现象,而当在顺时针方向转动到“5”时,实际电阻为 5.1kΩ。逆时针方向,实际电阻为4.9kΩ。与离散示例不同,当旋钮转到“4”时可能会出现相同的效果。或者“4”处的效果可能相反!

这是一个一维的情况。您可以想象二维滞后,例如,传感器由一块材料组成,可以感应两个几乎正交方向上的拉伸或应变。

当高于某个电平的输入触发输出时,电路中会出现滞后现象,但在输入达到较低电平之前,输出不会复位。在这些值之间输入时,输出保持不变(高或低)。两个输入值之间的差异是滞后。它通常发生在具有正反馈的电路中。具有滞后的电路的一个示例是施密特触发器。

这是切线相关的,但它是 IC 可以提供输入滞后的一种机制;一些芯片输入有“管脚保持器”电路。它们从有助于保持状态的引脚产生微弱的正反馈。但是,迟滞范围因输入阻抗而异。为管脚保持器提供一个没有阻抗的信号将没有滞后,而为它提供一个阻抗高于反馈电阻的信号将意味着它根本无法改变状态。

在此处输入图像描述

改编自Atmel CPLD 数据表