單運放雙滯后轉換特性實現

　　運放結合戰略上被放置的齊納二極管產生一個過程控制電路，電路有正、負向磁滯帶。

　　在需要間斷控制器的過程控制應用中，大多數初步選擇是兩個位置模型或開/關控制器。這種控制器的典型例子是空間加熱器。如果溫度低到設置點以下，加熱器打開，而如果溫度高過設置點，加熱器關閉。在模擬域，雙位置控制器的主要部分是模擬比較器或開環運算放大器。然而，為避免開關誤觸發，典型應用是使用熟知的Schmitt觸發器。

　　雙位置控制器模型的合理擴展是能夠提供若干個(多于兩個)控制器輸出的中間設定。使用這種間斷控制器模型減少雙位置模型固有的循環行為、超過目標或未達目標。然而實際上，雙位置模型不能達到滿意的時候，使用其它模型通常更快。最通用的例子是三位置控制器。圖1表示實現這種控制器的一個簡單方法。圖中，運算放大器周圍的Schmitt觸發器A1和A2分別實現負和正滯后。可以用模擬比較器，如LM311或相近的產品替代A1和A2。圖2顯示了圖1中電路的I/O轉換特性:

　　VZ 和VY分別為四個齊納二極管的擊穿和正向導通電壓。

　　圖3顯示了實現三位置控制器更有效的方法。電路基礎是單運算放大器，其不需要參考電壓。輸入和輸出二極管決定高于高壓和低于低壓的開關門限和比較器滯后。在中間帶放VIN(t)消除電路的輸入二極管，電路本質上是帶正反饋的電壓跟隨器。輸出電壓跟隨VA(t)，但是正反饋確定VA(t)，在輸出電壓的某些片斷設定這個電壓。所以，兩個約束確定電路狀態的輸出水平：VOUT(t)=VA(t), 和

　　滿足這兩個約束的唯一條件是VOUT和VA=0V，所以當輸入二極管反向偏置時，輸出仍為0V。0V的輸出狀態持續到輸入電壓增加正或負值。然后，雙輸入齊納二極管的一個傳導，驅動放大器以輸入電壓±VH的正或負電壓輸出。在這個條件下，當絕對輸入電壓下降時，放大器在±VL的輸入電壓上輸出再次為0V。因此，VH 和VL的設計公式為