我们在单片机的使用和学习中经常看到迟滞比较器和窗口比较器的概念，现在来学习一下其原理和作用。迟滞比较器在模拟电路中很常见，主要用于各种比较器，几乎和负反馈一样广泛应用。迟滞比较器增加了比较器的抗干扰能力，防止输入扰动噪音给输出带来震荡。

所谓window comparator（窗口比较器）即有两个输入，VIN和VR，其中VIN不变，VR信号上下摆动。输出有Low，High和OK三个信号。如图1所示：

图1，window comparator block

Low代表VR比VIN低很多，一旦VR 从低到高到达 VIN，LOW就翻低；High代表VR比VIN高太多，一旦 VR比VIN高一个阈值threshold，High就翻高，一旦VR从高到低降到VIN，High就翻低。如果VR继续降低，比VIN低一个阈值threshold后，Low就翻高了。OK信号代表VR信号在VIN-Threshold到VIN+Threshold窗口之间，我们认为是OK的，如图2所示

图2，window comparator 输入输出逻辑关系图

那么怎么设计这个window comparator呢？直观思路很简单，设计三个comparator（比较器）呗，一个trip point（翻转点）在VR=VIN，一个在VR=VIN+Threshold，还有个翻转点在VR=VIN-Threshold。然后通过一些与非逻辑门就可以生成Low，High和OK信号了。思路没错，但是模拟IC工程师都是精打细算的，能不能“多快好省”地完成window comparator呢？答案是可以的，至少我们可以省一个comparator！如何做？我们可以用两个Hysteresis comparator（迟滞比较器）组成一个window comparator。如图3所示

图3，window comparator 构成图

图4，Hysteresis comparator（迟滞比较器）示意图

其输入VP和VN与输出OUT的关系图如图5所示

图5，Hysteresis comparator（迟滞比较器）输入输出关系图

这里的Hysteresis comparator输入输出的关系是：当VP<VN时，翻转点设置在VP=VN+threshold，如果VP>VN+threshold, 那么翻转点会下调到VP=VN，直到VP<VN，翻转点就会上调到VP=VN+threshold。可以直观理解为我达到目标系统就会降低标准，让翻转更容易，如果我低于降低后的标准，那么系统就会上调标准，让下次翻转更难。根据图5 的信息，结合图3，图2的逻辑关系就可以实现了。这里的设计是很精妙的，High信号的生成很好理解，VR接VP，VIN接VN，VR从低到高的翻转点时VP=VN+threshold，即VR=VIN+threshold，VR从高到低的翻转点时VP=VN，即VR=VIN。Low信号的生成比较麻烦，VR接VN，VIN接VP，得理解为当VR<VIN, 随着VR的上升，也就是VIN=VP在下降，同时VP>VN，那么VP即VIN的翻转点为VP=VN，即VIN=VR。随着VR的下降，等同于VIN=VP在上升，此时VP<VN，那么VP的翻转点为VN+threshold，即VIN的翻转点为VR+threshold，即VR的翻转点为VIN-Threshold。有了Low和High信号，OK信号就把两者加到一起取个反就行了。这里的window comparator确实巧妙的运用了Hysteresis comparator（迟滞比较器），实现了window 比较功能。