这个电路原理很简单,利用了TL431作为比较电压基准,构成施密特触发器,采用适当的电路参数,可以精确控制触发的阀值电压。
这个电路输出是反相的,需要正相输出的请在Vout端增加一级反相器。
简要分析:传统的使用运放的施密特触发器,利用运放的正反馈,在采取了适当的电压基准之后,对阀值的控制仍嫌不够精确,这里利用TL431的高精度,直接提供了对阀值上限的精准设定,然后利用恒流源反馈,对阀值下限也提供了相当精确的设定,并且,上限的设定完全不受下限的影响。总体来说,这个电路适合那些需要精确控制施密特触发器上限阀值的场合。
该电路的触发上限设定值为:
Vh = 2.5 * (R4+R5)/R5
下限值为:
Vl = Vh - Veb1/R3 * R4
R1为TL431提供维持电流,同时作为输出级驱动。
R2为由Q1,Q2和R3组成的简易恒流源提供偏置电流。
Vcc推荐5~12V,需要其他电压的需要调节R1和R2来获得适合的电流。
低于4V的Vcc无法使本电路正常工作。
电路的频率特性取决于使用431的频率特性,以及Q1和Q2的频率特性。
Q2的漏电流将会影响电路的精度,可以使用专用的恒流源电路,提供更精确的电流从而提升电路精度。
恒流源的资料请参考《细说恒流源》
关于TL431的其他用法,请参考《 TL431的几种基本用法》以及《TL431的内部结构图》
Q1,Q2,R3组成的恒流源,向R5提供了一个电流注入I,只有当R4提供的电流减少I的时候,恒流源和R5的电流和才刚好实现TL431的2.5V平衡点,这时候只要电流继续减少,TL431就会翻转输出。
因为 I = Veb1/R3
而让R4电流减少I需要降低电压V = I * R4
从Vh减少这个V,最终得到的结果就是
Vl = Vh - Veb1/R3 * R4