三態(tài)比較電路

1、摘要：電壓比較器的輸出端由低電平轉(zhuǎn)換到高電平，或從高電平轉(zhuǎn)換到低電平時(shí)，需要一 定的時(shí)間（決定電壓比較器的瞬態(tài)響應(yīng)），其次由于電壓比較器的增益是有限的，并且存在 失調(diào)電壓，因此它的輸入端將出現(xiàn)不確定電壓，該不確定電壓將直接影響電壓比較器的靈 敏度（對(duì)輸入電壓判別的靈敏度）。對(duì)于高性能的電壓比較器來(lái)說(shuō)，應(yīng)具有高的開(kāi)環(huán)增益A、低的失調(diào)電壓和高的壓擺率。 顯然，一般的運(yùn)算放大器如果工作在開(kāi)環(huán)狀態(tài)，也可以作為電壓比較器之用。但在運(yùn)放電 路設(shè)計(jì)時(shí)，著重考慮其輸出與輸入之間的線性傳輸特性以及頻率補(bǔ)償?shù)姆€(wěn)定性。因此，運(yùn) 放的響應(yīng)時(shí)間和延遲時(shí)間往往不是很大，開(kāi)環(huán)增益也不是很高。若需要高速或高靈敏度的 電壓比較

2、器，采用運(yùn)放來(lái)代替電壓比較器，在要求比較高的設(shè)計(jì)中通常是不合適的，而需 要根據(jù)具體的要求設(shè)計(jì)電壓比較器。在設(shè)計(jì)電壓比較器時(shí)，其直流特性的設(shè)計(jì)原則基本上 與運(yùn)放電路一致，而頻率特性的設(shè)計(jì)與運(yùn)放電路不同，通常電壓比較器在開(kāi)環(huán)條件下工作， 因此在電路內(nèi)部不需要考慮放大器閉環(huán)穩(wěn)定工作的頻率補(bǔ)償。一般的電壓比較器采用四級(jí)結(jié)構(gòu)，前兩級(jí)和差分運(yùn)算放大器基本相同，只是把運(yùn)放中的補(bǔ) 償電容去掉，后兩級(jí)使用CMOS反向器，這里的CMOS反向器的作用需要作一下說(shuō)明:前一 個(gè)反向器（電壓比較器的第三級(jí)）并不是工作在高低電平狀態(tài)，而是工作在傳輸特性曲線中 的轉(zhuǎn)折區(qū)（接近闡值電壓）。被當(dāng)做放大器使用，對(duì)差分信號(hào)起放大作用

3、;后一個(gè)反向器（電 壓比較器的第四級(jí)）在反向的同時(shí)，使電壓達(dá)到滿幅輸出。二極管、集成運(yùn)算放大器、電阻目 錄概述 TOC o 1-5 h z HYPERLINK l bookmark20 o Current Document 2、總體方案設(shè)計(jì)-1- HYPERLINK l bookmark24 o Current Document 2.1 、課題分析-1- HYPERLINK l bookmark28 o Current Document 2.2、設(shè)計(jì)方案-1- HYPERLINK l bookmark32 o Current Document 2.3、電路工作原理-2- HYPERLINK l

4、 bookmark36 o Current Document 2.4、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?2- HYPERLINK l bookmark40 o Current Document 2.5、部分?jǐn)?shù)值的計(jì)算-2-3、結(jié)論-2-4、性價(jià)比-3- HYPERLINK l bookmark56 o Current Document 5、課設(shè)體會(huì)及合理化建議-3-附錄一一總電路圖-5-附錄二 元器件清單-6-1、概述隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，電路技術(shù)日益顯示出其重要作用。工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、科學(xué)研究、 商貿(mào)金融、社會(huì)管理乃至人們的日常生活等都離不開(kāi)電路技術(shù)。機(jī)械、材料、信息、微電 子、生物、能源、測(cè)控、儀器儀表、航天、海洋等幾乎

5、所有的學(xué)科和技術(shù)領(lǐng)域都與電路技 術(shù)密切相關(guān)，因此，掌握一定的實(shí)用電路知識(shí)，不僅是電專業(yè)人員的需要，而且?guī)缀跏撬?有專業(yè)人員和使用者的需要。比較電路可實(shí)現(xiàn)對(duì)兩個(gè)模擬信號(hào)進(jìn)行比較，并用電壓大小比較其結(jié)果，表示結(jié)果的電壓通 常為離散值，多數(shù)情況用高電平和低電平表示，最后利用得出輸出的電壓值之間的關(guān)系， 驗(yàn)證其傳輸特性。2、總體方案設(shè)計(jì)2.1、課題分析它主要由3部分組成：電阻、二極管、運(yùn)算放大器。2.2、設(shè)計(jì)方案從實(shí)驗(yàn)的主要內(nèi)容與要求中可以畫(huà)出電路圖。電路圖如下：圖1總電路圖2.3、電路工作原理在輸入電壓Ui0的情況下，當(dāng)Ui=Ur時(shí)，輸入端流入電橋B點(diǎn)的電流i=0, 二極管電 橋保持平衡，二極管為正

6、向偏置，二極管電橋提供深度負(fù)反饋，使集成運(yùn)放的輸出電壓U。 二0。當(dāng)輸入信號(hào)Ui。Ur時(shí)，使輸入B點(diǎn)的電流i增加，開(kāi)始時(shí)輸出電壓只等于二極管電 流變化所引起的電壓變化，但是當(dāng)Ui再增大時(shí)，流入B點(diǎn)的電流很大，集成運(yùn)算A輸入 端電位偏離零點(diǎn)位而升高，使集成運(yùn)放A輸入端達(dá)到負(fù)飽和狀態(tài)-Uom。二極管電橋平衡被 破壞，反饋二極管因反偏而截止。反之，當(dāng)UiUr時(shí)，二極管電橋的平衡也被破壞，A輸 出達(dá)到正飽和狀態(tài)+Uom。可求出此電路的上下門(mén)限電壓Ult和Uht。2.4、實(shí)驗(yàn)?zāi)康尿?yàn)證其傳輸特性+Uom UHT皿-Uom _ 2.5、部分?jǐn)?shù)值的計(jì)算+Uom=10.79-Uom=-9.36Ui2=-6.05

7、 ULT=0.290 UHT=0.5673、結(jié)論實(shí)驗(yàn)結(jié)論：設(shè)計(jì)原理清晰，基本上能符合理論的電壓之間的關(guān)系，實(shí)驗(yàn)基本上是成功的。在整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程中，本著節(jié)約的精神，我們用的都是簡(jiǎn)單廉價(jià)的元器件，降低了系 統(tǒng)成本。這次畢業(yè)設(shè)計(jì)對(duì)我們所學(xué)摸電知識(shí)起到了加深和鞏固的作用，也使我獲得了搭建和 調(diào)試實(shí)驗(yàn)電路的能力。鍛煉了我主動(dòng)學(xué)習(xí)的能力、與他人合作的能力。還可以從各種渠道獲得一定的資料 共同加以研究學(xué)習(xí)，提高了我們的綜合動(dòng)手能力和自學(xué)的能力。4、性價(jià)比由于電路不是很復(fù)雜，實(shí)用性強(qiáng)，價(jià)格低廉，比較符合實(shí)際應(yīng)用。5、課設(shè)體會(huì)及合理化建議本次課程設(shè)計(jì)對(duì)數(shù)字電子技術(shù)有了更進(jìn)一步的熟悉，實(shí)際操作和課本上的知識(shí)有很大聯(lián)

8、 系，但又高于課本，一個(gè)看似很簡(jiǎn)單的電路，要?jiǎng)邮职阉O(shè)計(jì)出來(lái)就比較困難了，因?yàn)槭?設(shè)計(jì)要求我們?cè)谝院蟮膶W(xué)習(xí)中注意這一點(diǎn)，要把課本上所學(xué)到的知識(shí)和實(shí)際聯(lián)系起來(lái)，同 時(shí)通過(guò)本次電路的設(shè)計(jì)，不但鞏固了所學(xué)知識(shí)，也使我們把理論與實(shí)踐從真正意義上結(jié)合 起來(lái)，增強(qiáng)了學(xué)習(xí)的興趣，考驗(yàn)了我們借助互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)搜集、查閱相關(guān)文獻(xiàn)資料，和組織材 料的綜合能力。1、通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)，加強(qiáng)了我們動(dòng)手、思考和解決問(wèn)題的能力。在整 個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程中，我們通過(guò)這個(gè)方案包括設(shè)計(jì)了一套電路原理和PCB連接圖，和芯片上的選 擇。這個(gè)方案總共使用了二極管、集成運(yùn)算放大器各一個(gè)，電阻若干。2、在設(shè)計(jì)過(guò)程中， 經(jīng)常會(huì)遇到這樣那樣的情況，就是心里

9、想老著這樣的接法可以行得通，但實(shí)際接上電路， 總是實(shí)現(xiàn)不了，因此耗費(fèi)在這上面的時(shí)間用去很多。3、我沉得做課程設(shè)計(jì)同時(shí)也是對(duì)課 本知識(shí)的鞏固和加強(qiáng)，由于課本上的知識(shí)太多，平時(shí)課間的學(xué)習(xí)并不能很好的理解和運(yùn)用 各個(gè)元件的功能，而且考試內(nèi)容有限，所以在這次課程設(shè)計(jì)過(guò)程中，我們了解了很多元件 的功能，并且對(duì)于其在電路中的使用有了更多的認(rèn)識(shí)。平時(shí)看課本時(shí)，有時(shí)問(wèn)題老是弄不 懂，做完課程設(shè)計(jì)，那些問(wèn)題就迎刃而解了。而且還可以記住很多東西。比如一些芯片的 功能，平時(shí)看課本，這次看了，下次就忘了，通過(guò)動(dòng)手實(shí)踐讓我們對(duì)各個(gè)元件映象深刻。 認(rèn)識(shí)來(lái)源于實(shí)踐，實(shí)踐是認(rèn)識(shí)的動(dòng)力和最終目的，實(shí)踐是檢驗(yàn)真理的唯一標(biāo)準(zhǔn)。所以

10、這個(gè) 期末測(cè)試之后的課程設(shè)計(jì)對(duì)我們的作用是非常大的。4、經(jīng)過(guò)一個(gè)星期的實(shí)習(xí)，過(guò)程曲折 可謂一語(yǔ)難盡。在此期間我們也失落過(guò)，也曾一度熱情高漲。從開(kāi)始時(shí)滿富盛激情到最后 汗水背后的復(fù)雜心情，點(diǎn)點(diǎn)滴滴無(wú)不令我回味無(wú)長(zhǎng)。生活就是這樣，汗水預(yù)示著結(jié)果也見(jiàn) 證著收獲。勞動(dòng)是人類生存生活永恒不變的話題。通過(guò)實(shí)習(xí)，我才真正領(lǐng)略到“艱苦奮斗” 這一詞的真正含義，我才意識(shí)到老一輩電子設(shè)計(jì)為我們的社會(huì)付出。我想說(shuō)，設(shè)計(jì)確實(shí)有 些辛苦，但苦中也有樂(lè)，在如今單一的理論學(xué)習(xí)中，很少有機(jī)會(huì)能有實(shí)踐的機(jī)會(huì)，但我們 可以，而且設(shè)計(jì)也是一個(gè)團(tuán)隊(duì)的任務(wù)，一起的工作可以讓我們有說(shuō)有笑，相互幫助，配合 默契，多少人間歡樂(lè)在這里灑下，大

11、學(xué)里一年的相處還趕不上這十來(lái)天的合作，我感覺(jué)我 和同學(xué)們之間的距離更加近了；我想說(shuō)，確實(shí)很累，但當(dāng)我們看到自己所做的成果時(shí)，心 中也不免產(chǎn)生興奮；正所謂“三百六十行，行行出狀元”。我們同樣可以為社會(huì)作出我們 應(yīng)該做的一切，這有什么不好？我們不斷的反問(wèn)自己。也許有人不喜歡這類的工作，也許 有人認(rèn)為設(shè)計(jì)的工作有些枯燥，但我們認(rèn)為無(wú)論干什么，只要人生活的有意義就可。社會(huì) 需要我們，我們也可以為社會(huì)而工作。既然如此，那還有什么必要失落呢？于是我們決定 沿著自己的路，執(zhí)著的走下去。同時(shí)我認(rèn)為我們的工作是一個(gè)團(tuán)隊(duì)的工作，團(tuán)隊(duì)需要個(gè)人， 個(gè)人也離不開(kāi)團(tuán)隊(duì)，必須發(fā)揚(yáng)團(tuán)結(jié)協(xié)作的精神。某個(gè)人的離群都可能導(dǎo)致導(dǎo)致整

12、項(xiàng)工作的 失敗。實(shí)習(xí)中只有一個(gè)人知道原理是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，必須讓每個(gè)人都知道，否則一個(gè)人的錯(cuò) 誤，就有可能導(dǎo)致整個(gè)工作失敗。團(tuán)結(jié)協(xié)作是我們實(shí)習(xí)成功的一項(xiàng)非常重要的保證。而這 次實(shí)習(xí)也正好鍛煉我們這一點(diǎn)，這也是非常寶貴的。對(duì)我們而言，知識(shí)上的收獲重要，精 神上的豐收更加可喜。挫折是一份財(cái)富，經(jīng)歷是一份擁有。這次實(shí)習(xí)必將成為我人生旅途 上一個(gè)非常美好的回憶！通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)使我懂得了理論與實(shí)際相結(jié)合是很重要的，只 有理論知識(shí)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，只有把所學(xué)的理論知識(shí)與實(shí)踐相結(jié)合起來(lái)，從理論中得出結(jié)論， 才能真正為社會(huì)服務(wù)，從而提高自己的實(shí)際動(dòng)手能力和獨(dú)立思考的能力。在設(shè)計(jì)的過(guò)程中 遇到問(wèn)題，可以說(shuō)得是困難重重，這畢竟第一次做的，難免會(huì)遇到過(guò)各種各樣的問(wèn)題，同 時(shí)在設(shè)計(jì)的過(guò)程中發(fā)現(xiàn)了自己的不足之處，對(duì)以前所學(xué)過(guò)的知識(shí)理解得不夠深刻，掌握得 不夠牢固。這次課程設(shè)計(jì)終于順利完成了，在設(shè)計(jì)中遇到了很多專業(yè)知識(shí)問(wèn)題，最后在老 師的辛勤指導(dǎo)下，終于游逆而解。同時(shí)，在老師的身上我們學(xué)也到很多實(shí)用的知識(shí)，在次 我們表示感謝！同時(shí)，對(duì)給過(guò)我?guī)椭乃型瑢W(xué)和各位指導(dǎo)老師再次表示忠心的感謝！ 5、 此次課程設(shè)計(jì)，學(xué)到了很多課內(nèi)學(xué)不到的東西，比如獨(dú)立思考解決問(wèn)題，出現(xiàn)差錯(cuò)的隨機(jī)