幾種電壓比較器的說明和比較

1、幾種電壓比較器的說明和比較集成運放組成的電壓比較器(3) 若橫坐標采用與縱坐標相同的標尺，則線性部分特性與縱軸合攏。(4) 若用正反饋使Aodf，則可縮短狀態(tài)的轉換時間。3.分類：(1) 單限比較器(2) 遲滯比較器(Schmitt)(3) 雙限比較器(窗口比較器)二.單限比較器1. U,與4分別接運放兩輸入端的開環(huán)串接比較器，見圖& 2. 21%r X(hd傳輔特性片叫圖開環(huán)齢比校器 UAUr Uo=+UomAUt<Ux Uo=-UomA UfU Uo發(fā)生翻轉(或稱突變)Ur=UK讖緯門限電壓或閥值，若UR=0稱為過零比較器A當U占Ur互換位置，此時Uo以Ui屯為對稱軸與交換量

2、對稱。2. 從與Ur并聯(lián)在運放同一輸入端時的開環(huán)并接比較器 見圖8. 2. 31.功能及應用：主要用來判斷輸入信號電位之間的相對大小，它至少有兩個輸入端及一個輸出 端，通常用一個輸入端接被比較信號Ui,另一個則接基準電壓VR定門限電壓（或稱閥值）的Ut. 輸出通常僅且僅有二種可能即高、低二電平的矩形波，應用于模一數(shù)轉換，波形產(chǎn)生及變換， 及越限警等。2運放的工作狀態(tài)：開環(huán)和正反饋應用：運放在線性運用時，由于開環(huán)增益一般在105以 上，所以其對應的輸入的線性范圍很小，U數(shù)量級，為了拓寬其線性范圍就必須引入負反饋， 降低其開環(huán)增益。而比較器則希望其輸入的線性范圍越小越好（即比較靈敏度越高） 采用開

3、環(huán)或使開環(huán)增益更高的正反饋應用。在這兒有必要重復展現(xiàn)運放開環(huán)電壓傳輸特 性。見圖&21,請注意橫、縱坐標標度的不同從途中可化稱1.0?0.T=105 若Ui發(fā)出變化，使U。從負波飽和值突變到正飽和值，只在經(jīng)過極窄的線 性區(qū)時，才遵循在線性工作時才特有的“虛短”,其它時刻“虛短”不復存在。J1->0-咖(b)傳輸特性圖& 2. 3開環(huán)并接比較器A在同相端可作Therenin等效去廣垃+尺2耳+絢5-耳孚當 Uoc>0 時，即鳥 Uo= + Uom口 <魚當 Uocvo 時，即尺2 Uo=-Uom可見A若把運放的同相端與反相端互換，則與圖&2.2(b)類同

4、三.遲滯比較器(正反饋比較器)其特點抗干擾能力較強。在單限比較器種，如果6受到干擾，在閥值附近回出 現(xiàn)Ui+4Ui(干擾信號多出現(xiàn)在閥值電壓上，下波動,以致出現(xiàn)條紋誤翻轉，而遲 滯比較器利用其傳輸特性的回差電壓，輸入的干擾信號不能使狀態(tài)誤翻轉。1.兩種遲滯比較器的傳輸特性 見圖(a)同相型kOH2<f1° 71rrUOLr反相型圖遲滯比較器傳輸特性動畫演示遲滯比較器在單調區(qū)間內只能變化一次；對于反相：Ui從小變到大時，u。一直為高電平，只有當Ui到達上門限電壓 時，U。翻轉為低電平，之后隨著Ui不斷增大，Uo始終為低；在Ui減小時，必 須減到下門限電壓時，U。才會翻轉為高電平對

5、于同相：Ui從小變到大時，U。一直為低電平，只有當Ui到達上門限電壓 時，Uo翻轉為高電平，之后隨著Ui不斷增大，Uo始終為高；在Ui減小時，必 須減到下門限電壓時，U。才會翻轉為低電平A同相型：6接運放同相端反相型：從接運放反相端A均由二根傳輸特性(1), (2)合成，同相型.當從從低值t U。從UJ %;當Ui從髙值JWlk時，UO從UOT I Uoco反相型則類同。A ", Un為二個閥值，山(回差)=11帀一A |%| =血|或lUojHlUj根據(jù)輸出是否有箝位電路而定。2.二種基型遲滯比較器(1)反相型遲滯比較器 見圖& 2. 5(b)傳輸持性UTLt/2(c) U

6、L傳輸特性圖82 5反相遲滯比較器Ui=U-, Uo被箝位在士UZ,避免運放計入過飽和。假設Ui在足夠低時，Ui<U + ,Uo=Uoff= + Uz （始終穩(wěn)定）此時 営F S嚴A 當 Uj從低值 f 若 U2U +時，UoM+Uzl -UzA 當 Ui從高值 | 至Uo A Uzt +Uz亠6A門限寬度AUt二Uth Utl二尺】斗尺2A當Ur=O時，"1 旳A6無論從足夠低或足夠髙單調增加或單調減少，U。僅翻轉一次，即過了閥值后就維持在一種穩(wěn)態(tài)。因為當過閥值電壓后，Uo從低變?yōu)楦呋驈母咦優(yōu)榈土耍?正反饋到Ur (Uth)端，使該閥值電壓變高或變低了。只要門限寬度AU-Un

7、 幅度大于山在閥值電壓波動的幅度，U。就不會翻轉了，所以比單限比較器抗干擾 能力強多了。H8.2.6同磁臟+比JL譏皿、fUth注XX XXX X： U,和Ur的位置應該互換一下Un=U設6足夠低，使U+ < U-=Ur, Uo=UoL=-U2 (初始穩(wěn)態(tài))若要使U。從乜上升到+6,必須使UJ ,以致使u+>u-=UR才行，而此時對 應Ur的U產(chǎn)gq = UrH- -U.竝 > Z7_ = 27»A當Ui從低值f ,使/匕衛(wèi)1 +衛(wèi)2此時Uo從Uzf +UzA當Ui從高值J ,使時所對應的Ui = UTL去 1 + 2%=6此時 Uo A+Uzl-Uz同上面反相型類

8、同，Ui單調升或單調降，U。只改變一次狀態(tài)，過了閥值后只維 持在一種穩(wěn)態(tài)上。我的理解：首先求出閥值電壓；閥值電壓是在放大器處在線性區(qū)域時求得的， 不過在正反饋中，線性區(qū)域很窄。在該區(qū)域，才可以用到虛斷和虛短的概念。(在正反饋狀態(tài)下，只有在輸出電壓發(fā)生跳變瞬間，集成運放兩個輸入端之間 的電壓才可近似等于0,才能用到虛斷和虛短的)Vp=Vn=UrVr=Rl*Ui/(R1+R2)+ R2*Uo/(R1+R2)(1)而門限電壓是對于輸入電壓來說的，當輸入電壓大于或小于這個Uth時，輸出 就會有跳變。所以當Ui= Uth時，這時的輸入電壓就是門限電壓：而由(1)式可求出，Uth=Ui=Ur(R1+R2)

9、/R1 - R2Uo/Rl, (Uo=4-Uz)四雙限比較器(窗口比較器)其特點是U單調升或單調降，Uo均有兩次突變，與單限比較器和遲滯比較器有區(qū)別，因此它 可以判別Ui是否在兩個電平之間。它實際上由二個單限開環(huán)比較器組成，DI, D2作用為隔斷, Uol, Uo2連接通路，避免Uol, Uo2極性相反時，互為對方提供低阻通路而造成運放損壞。梭管AUi<URL(<URH)0十兀AUi>URH(>URL)AURL<Ui<URHA釆用上面窗口比較器可以區(qū)分三極管卩是否在需要范圍內，比如記為合格范圍為50<pl00, 其它卩V50或p>100均要取出，則可用發(fā)光二極管亮表示一種越限極警，不亮記為可通過即 卩合格。A改接一下上述輸入輸出回路即方便可得50100分析上面的等效三極管電路，e端接15v, b端通過下拉電阻接地，從而b端電 壓為(15-0. 7) v, c端同樣接下拉電阻接地，只要c端的Ui電壓比b端電壓低, 就能保證集電結的反偏要區(qū)分B = 50, 100找出時應得Url及Urh15-0.71430=