模電課件27第七章電壓比較器.ppt

2019/7/17,模電課件,一、過零比較器,7-5 電壓比較器,二、單限比較器,三、遲滯比較器,四、窗孔比較器,2019/7/17,模電課件,7.5.1 電壓比較器,一、電壓比較器基本概念,電壓比較器是集成運(yùn)放的另一類基本應(yīng)用電路，作用是對兩個輸入電壓進(jìn)行比較，比較的結(jié)果及輸出只有兩種狀態(tài)，既高電平和低電平,當(dāng)uiuREF,uo= uoH “1 ”,當(dāng)uiuREF,uo= uoL “0 ”,模擬與數(shù)字電路的接口電路,一位模數(shù)轉(zhuǎn)換電路,電壓比較器,2019/7/17,模電課件,1 理想運(yùn)放工作在非線性區(qū)的特點(diǎn),1) 開關(guān)特性,非線性區(qū)的理想運(yùn)放內(nèi)某些三極管飽和或截止，使運(yùn)放工作在開關(guān)狀態(tài),輸出電壓的值只有兩種可能：或等于正向飽和值；或等于負(fù)向飽和值。,時，發(fā)生狀態(tài)的轉(zhuǎn)換。,此時的輸入電壓稱為“閥值電壓”或“門限電壓”，用UTH表示。,2019/7/17,模電課件,一般運(yùn)放輸出端不接限幅的情況下，輸出電壓的高、低電平在數(shù)值上分別與運(yùn)放的正負(fù)電源電壓值接近,理想特性,線性區(qū),uo=Aoduid =Aod(u+-u-),2019/7/17,模電課件,理想運(yùn)放工作在非線性區(qū)時的特點(diǎn),2)理想運(yùn)放的輸入電流等于零“虛斷”,理想運(yùn)放rid=，,3)理想運(yùn)放工作在非線性區(qū)時不引入負(fù)反饋，一般工作在開環(huán)狀態(tài),只在判斷臨界狀態(tài)時才適用“虛斷”、“虛短”,2019/7/17,模電課件,4)鑒別靈敏度,Aud=,由于實際的運(yùn)放,Aud,ui在UREF附近的一個很小范圍內(nèi)存在一個鑒別不靈敏區(qū)，在該范圍內(nèi)輸出狀態(tài)即非UOH又非UOL ，故無法實現(xiàn)對輸入電平大小進(jìn)行判別。,一般AudU鑒別靈敏度,2019/7/17,模電課件,2電壓比較器,1) 反向電壓比較器,ui,UR,基準(zhǔn)參考電壓,時，發(fā)生狀態(tài)的轉(zhuǎn)換。,此時的輸入電壓ui稱為“閥值電壓”或“門限電壓”，用UTH表示。,UTH UR,UoL,UoH,輸入電壓,0,2019/7/17,模電課件,2)過零比較器（零電平檢測器）,根據(jù)虛斷：,UOL,UOH,閥值電壓：,2019/7/17,模電課件,過零比較器的輸入、輸出波形,0,0,2019/7/17,模電課件,二、單限比較器,根據(jù)虛斷：,-UZ,+UZ,閥值電壓：,2019/7/17,模電課件,脈寬調(diào)制器,0,0,UREF,比較器輸出脈沖寬度將隨輸入信號的變化而變化,UREF：三角波,ui：慢變化信號,2019/7/17,模電課件,二、單限比較器,根據(jù)虛斷：,閥值電壓。,單限電壓比較器具有電路簡單、靈敏度高等優(yōu)點(diǎn)，存在的主要問題是抗干擾能力差。,2019/7/17,模電課件,二、單限比較器,單限電壓比較器具有電路簡單、靈敏度高等優(yōu)點(diǎn)，存在的主要問題是抗干擾能力差。,0,誤判斷：,2019/7/17,模電課件,二、單限比較器,單限電壓比較器具有電路簡單、靈敏度高等優(yōu)點(diǎn)，存在的主要問題是抗干擾能力差。,干擾脈沖,2019/7/17,模電課件,Rf引入的是正反饋。,根據(jù)疊加原理：,若原來uO=+UZ，當(dāng)ui逐漸增大時，使uO從+UZ跳變?yōu)?UZ所需的門限電平UTH+為：,若原來uO=-UZ，當(dāng)ui逐漸減小時，使uO從-UZ 跳變?yōu)?UZ所需的門限電平UTH-為：,Rf引入何種反饋？,2019/7/17,模電課件,當(dāng)ui逐漸增大時，uO從+UZ跳變?yōu)?UZ時：,當(dāng)ui逐漸減小時，uO從-UZ 跳變?yōu)?UZ時：,-UZ,+UZ,上限門限電壓,下限門限電壓,門限寬度或回差,與參考電壓無關(guān)。,2019/7/17,模電課件,7.1 填空題,（ 1 ） 理想集成運(yùn)放開環(huán)電壓放大倍數(shù)Aud=（ ），輸入電阻Rid=（ ），輸出電阻Rid=（ ），共模抑制比KCMR=（ ），開環(huán)帶寬BW=（ ） 。,0,（ 2 ）集成運(yùn)放第一級常采用（ ）電路，主要是為了減少（ ），提高（ ） 。,差動放大,零點(diǎn)漂移,KCMR,（ 3 ）理想集成運(yùn)放在線性工作時，其兩輸入端的電位（ ），電流（ ） 。,相等,相等且為零,（ 4 ）在集成運(yùn)放的反相比例運(yùn)算中,引入( )反饋，而同相比例運(yùn)算中，引入（ ）反饋。,電壓并聯(lián),電壓串聯(lián),（ 5 ）用理想集成運(yùn)放組成的放大器,應(yīng)工作在( )狀態(tài),而電壓比較器應(yīng)工作在（ ）狀態(tài),所以電壓比較器的輸出只有（ ）和（ ）兩種電平。,線性,非線性,高電平,低電平,2019/7/17,模電課件,（ 6 ） 集成運(yùn)放“虛短”的概念是指（ ），（ ）， “虛地”的概念是指（ ） ，（ ） 。,u+=u-,i+=i- =0,u+=u-=0,i+=i- =0,（ 7 ） 集成運(yùn)放反相輸入端和反饋支路上的電阻分別為R1和Rf 則反相比例運(yùn)算和同相比例運(yùn)算的Auf分別為（ ），（ ）。,（ 8 ）在基本積分電路和微分電路中，反饋支路應(yīng)分別接（ ）和（ ） ，在基本對數(shù)電路和指數(shù)電路中，反饋支路應(yīng)分別接（ ）和（ ）。,電容,電阻,晶體管,電阻,2019/7/17,模電課件,選擇題,(1)在集成運(yùn)放中，其輸入級都采用各種形式的差動電路，主要是為了,a)抑制差模和共模信號輸出,b)放大差模和共模信號,c)放大差模信號和抑制共模信號,d)放大共模信號和抑制差模信號,c,(2)在集成運(yùn)放中，第一級采用差放，主要是有助于,a) Rid,b) Aud,c) 零漂,d) 起匹配作用,c,2019/7/17,模電課件,(3)與反相比例運(yùn)放相比，同相比例運(yùn)放的主要優(yōu)點(diǎn)是,a) 輸入電阻高,b) 電壓增益大,c) 零點(diǎn)漂移小,d) 不易自激,a,2019/7/17,模電課件,(4) 反相比例運(yùn)放、同相比例運(yùn)放和差動比例運(yùn)放的輸入電阻分別為Ri1 Ri2 Ri3 ，則它們的關(guān)系符合,a) Ri1 Ri2 Ri3,b) Ri1 Ri3 Ri2,c) Ri1 Ri2 Ri3,d) Ri2 Ri3 Ri1,b,2019/7/17,模電