比較器電路中的遲滯
　　比較器電路可能是電子設(shè)計(jì)中故意遲滯最具代表性的使用。顧名思義，比較器是一種比較兩個(gè)輸入信號(hào)并通過其輸出電壓指示兩個(gè)輸入中哪個(gè)具有更高電壓的設(shè)備。
　　基本模擬比較器只是一個(gè)具有高增益的差分放大器，這就是為什么沒有負(fù)反饋的運(yùn)算放大器可以構(gòu)成一個(gè)合格的比較器。但是，運(yùn)算放大器并未針對(duì)比較器功能進(jìn)行優(yōu)化，因此使用真正的比較器IC是一個(gè)更好的主意。
　　理想的非遲滯比較器只有一個(gè)差分輸入門限。通常，該閾值為0 V，這意味著當(dāng)兩個(gè)輸入信號(hào)之間的差值為零時(shí)，輸出將轉(zhuǎn)換。因此，一旦同相輸入端的電壓上升到反相輸入端的電壓以上，輸出就會(huì)迅速增加到比較器的正電源電壓;一旦同相輸入端的電壓低于反相輸入端的電壓，輸出就會(huì)轉(zhuǎn)換為負(fù)電源電壓。
　　這一切在紙面上看起來都不錯(cuò)，但在實(shí)際電路中，單閾值模型往往不能令人滿意。問題（像往常一樣）是噪音。盡管“真實(shí)”（即無噪聲）輸入信號(hào)僅相互交叉一次，但影響所有現(xiàn)實(shí)生活中信號(hào)的小幅度波動(dòng)可能導(dǎo)致多次輸出轉(zhuǎn)換。
　　我們可以在圖1中看到這一點(diǎn)，其中藍(lán)色曲線表示比較器同相輸入端的信號(hào)。黑線代表連接到反相輸入的電壓，并用作參考電平。　　單閾值比較器電路，具有遞減的輸入信號(hào)。

　　圖 1.單閾值比較器電路。圖片由 All About Circuits 提供
　　當(dāng)藍(lán)色曲線遠(yuǎn)高于基準(zhǔn)電平時(shí)，輸出等于或接近正電源軌。當(dāng)它遠(yuǎn)低于基準(zhǔn)電平時(shí)，輸出等于或接近負(fù)電源軌。當(dāng)藍(lán)色曲線接近參考水平時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)問題。由于差分閾值為0 V，因此每次發(fā)生任何形式的交叉時(shí)，輸出都會(huì)轉(zhuǎn)換。這里所需的行為只是一個(gè)輸出轉(zhuǎn)換，因?yàn)樗{(lán)色信號(hào)的無噪聲版本只會(huì)導(dǎo)致一個(gè)轉(zhuǎn)換。然而，對(duì)于噪聲，我們得到了三個(gè)過渡。
　　通過考慮系統(tǒng)的當(dāng)前狀態(tài)和系統(tǒng)的歷史，我們可以大大減少雜散轉(zhuǎn)換的數(shù)量。實(shí)際上，這看起來像圖2：一個(gè)比較器電路，其中遲滯產(chǎn)生兩個(gè)獨(dú)立的閾值，一個(gè)用于增加的輸入信號(hào)，另一個(gè)用于減少的輸入信號(hào)。　　一個(gè)遲滯比較器，具有增加和減少輸入閾值。

　　圖2.具有增加輸入閾值（綠線）和降低輸入閾值（紅線）的遲滯比較器。圖片由 All About Circuits 和 Robert Keim 提供
　　該圖演示了如果將一個(gè)參考水平轉(zhuǎn)換為兩個(gè)單獨(dú)的閾值水平（此處用紅線和綠線表示），如何避免雜散躍遷。由增加的信號(hào)引起的過渡要求輸入越過綠色閾值，而由減少的信號(hào)引起的過渡要求輸入越過紅色閾值。這種情況只發(fā)生一次（如圖 3 中的紅色圓圈所示），因此只生成一個(gè)輸出轉(zhuǎn)換?！　D2中的電路，用紅色圓圈標(biāo)記輸入過渡的位置。

　　圖3.圖2中的電路，紅色圓圈標(biāo)記輸入越過閾值下限的點(diǎn)。圖片由 All About Circuits 和 Robert Keim 提供
　　遲滯是通過向比較器IC添加正反饋來實(shí)現(xiàn)的。我們將在下一篇文章中討論電路設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)。
　　磁滯和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)
　　正如我在上一篇文章中所解釋的，磁滯既可以是不希望的能量浪費(fèi)來源，也可以是抑制噪聲的有益方法。然而，在電子技術(shù)的一般歷史中，更重要的是：磁滯是硬盤驅(qū)動(dòng)器和其他磁性存儲(chǔ)介質(zhì)中數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的基本原理。
　　由鐵磁性材料制成的磁性存儲(chǔ)介質(zhì)，這些材料在磁場(chǎng)強(qiáng)度和磁通密度方面具有天然的滯后性。例如，一塊鐵具有類似于圖 4 的滯后曲線?！　¤F的滯后曲線。

　　圖4.鐵的滯后曲線。圖片由 All About Circuits 提供
　　一旦這種材料被磁化，將磁場(chǎng)強(qiáng)度降低到零不會(huì)將磁通密度降低到零。為了消除磁化強(qiáng)度，您實(shí)際上必須施加相反極性的磁場(chǎng)。由于當(dāng)施加的磁場(chǎng)被停用時(shí)，磁通密度不會(huì)衰減為零，因此材料可以在斷電后保留信息。因此，它可以用作非易失性存儲(chǔ)器。
　　晶閘管中的鎖存行為
　　我提到過，我們通過創(chuàng)建正反饋的路徑來向比較器添加滯后。晶閘管是一種半導(dǎo)體器件，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)包含正反饋，使其以閉鎖動(dòng)作的形式表現(xiàn)出遲滯。圖5顯示了一種稱為可控硅整流器（SCR）的晶閘管的物理結(jié)構(gòu)、等效電路和原理圖符號(hào)?！　CR物理原理圖、等效原理圖和原理圖符號(hào)。

　　圖5.SCR物理原理圖、等效原理圖和原理圖符號(hào)。圖片由 All About Circuits 提供
　　TRIAC 是 SCR 的雙向版本。如圖 6 所示，它相當(dāng)于兩個(gè)互連的 SCR?！　RIAC等效電路和原理圖符號(hào)。

　　圖6.TRIAC等效電路和原理圖符號(hào)。圖片由 All About Circuits 提供
　　SCR 和 TRIAC 是電控閉鎖開關(guān)。柵極上的信號(hào)使這些器件傳導(dǎo)電流，并且在柵極信號(hào)被移除后，它們繼續(xù)傳導(dǎo)電流。當(dāng)流過器件的電流低于稱為保持電流的閾值時(shí)，它將退出鎖存狀態(tài)。
　　這種遲滯行為在各種高功率應(yīng)用中很有價(jià)值。TRIAC 在必須調(diào)整輸送到負(fù)載的平均功率的交流應(yīng)用中特別有用，例如調(diào)光電路。