《模擬電子技術(shù)》課件-電壓比較器

模擬電子技術(shù)電壓比較器——目

錄——1

比較器概述2

單門(mén)限比較器3

遲滯比較器3

窗口比較器問(wèn)題導(dǎo)航運(yùn)算電路：比例運(yùn)算電路、加減運(yùn)算電路、積分運(yùn)算電路、微分運(yùn)算電路、對(duì)數(shù)運(yùn)算電路、指數(shù)運(yùn)算電路。集成運(yùn)放線(xiàn)性應(yīng)用放大電路有源濾波電路集成運(yùn)放的應(yīng)用電壓比較器集成運(yùn)放非線(xiàn)性應(yīng)用非正弦波形發(fā)生器比較器概述1.

集成運(yùn)放工作在非線(xiàn)性工作區(qū)★集成運(yùn)放工作在開(kāi)環(huán)或正反饋。圖1

開(kāi)環(huán)狀態(tài)★特點(diǎn)：圖2

正反饋狀態(tài)1)

虛斷成立（

i

i

0）pn2)

虛短不成立（u

≠

u

）pnu

>u

時(shí)，

u

＝＋U

U

是運(yùn)放的飽和輸出電壓。PNOOM，

OMu

<

u

時(shí)，

u

＝－UPNOOM2.比較器應(yīng)用：信號(hào)產(chǎn)生(方波、三角波、鋸齒波等非正弦波）；信號(hào)處理（波形變換整形等）；檢測(cè)（監(jiān)測(cè)報(bào)警等）

、控制、D/A和A/D轉(zhuǎn)換電路中應(yīng)用廣泛。單門(mén)限比較器1.

過(guò)零比較器圖3

過(guò)零比較器（1）UT＝0UT叫閾值電壓

：輸出電平發(fā)生跳變時(shí)的輸入電壓。（2）UOH＝＋

UOM，

UOL＝－

UOM（3）u

>0時(shí)

u

＝－U

;★為保護(hù)集成運(yùn)放的輸入級(jí)，需加輸入端限幅電路?！餅檫m應(yīng)負(fù)載對(duì)電壓幅值的要求，輸出端加限幅電路。IOOMu

<0時(shí)

u

＝＋

U

。IOOM圖4

過(guò)零比較器電壓傳輸特性曲線(xiàn)圖5

具有限幅功能的過(guò)零比較器單門(mén)限比較器2.一般單門(mén)限比較器圖6

一般單門(mén)限比較器圖7

一般單門(mén)限比較器電壓傳輸特性曲線(xiàn)閾值電壓U

=U

，輸出電平發(fā)生跳變時(shí)的輸入電壓。TREF反相輸入遲滯比較器例：電路如圖所示，R

=30

kΩ，R

=1512kΩ,U

=±6V,U

=0,

求

U

，并畫(huà)出電ZREFT壓傳輸特性曲線(xiàn)。uO解：用疊加原理求解UP+UZ圖8

反相輸入遲滯比較器

U

=

U

?

U

=U

R

U

RU

=

R

R

R

RREF

2Z

1P++（

）U

=4

V2R1T+1212UUT-=-4（V）

OuIU

R

+

U

RTT+T?R

R+ZUT+

=REF

2Z

112R

R+12

U=U

-U

=8VT+T-U

R

?

U

R-UZUT?

=REF

2Z

1R

R+12★重要特點(diǎn)：u

增大時(shí)與上門(mén)圖9

遲滯比較器電壓傳輸特性曲線(xiàn)I限比，u

減小時(shí)與下門(mén)限比，6

30IUT+

=UT-

==

4

(V)

上門(mén)限電壓，但輸入電壓?jiǎn)握{(diào)變化使時(shí)，輸出電壓只躍變一次。15

30+?

6

30+15

30=

?4

(V)下門(mén)限電壓窗口比較器單門(mén)限比較器與遲滯比較器在輸入電壓?jiǎn)我环较蜃兓瘯r(shí)，輸出電壓只躍變一次，因此只能檢查一個(gè)電平。如果要判斷輸入電壓是否在二個(gè)電壓之間，窗口比較器有這樣的功能。電路圖12所示，它是由兩個(gè)簡(jiǎn)單比較器構(gòu)成，注意，閾值大的簡(jiǎn)單比較器采用同相輸入，閾值小的簡(jiǎn)單比較器采用反相輸入，圖10

窗口比較器圖11窗口比較器電壓傳輸特性曲線(xiàn)當(dāng)u

>U

時(shí)，u

=－u

=

U

，D

導(dǎo)通，D

截止；u

=

U

。IRHO1O2OM12OZ當(dāng)u

<U

時(shí)，u

=－u

=U

，D

導(dǎo)通，D

截止；u

=U

。IRLO2O1OM21OZ當(dāng)U

<u

<U

時(shí)，u

=

u

=－U

，D

、D

均截止；u

=

0。RLIRHO1O2OM12O本課小結(jié)1.單門(mén)限比較器與窗口比較器工作在開(kāi)環(huán)，遲滯比較器引入正反饋，他們虛斷成立（i

i

0），虛短不成立（u

≠u(mài)

）。比較器廣泛應(yīng)用于：信號(hào)產(chǎn)生；p信號(hào)處理；檢測(cè)電路等。npn2.單門(mén)限比較器有一個(gè)閾值電壓，遲滯比較器有兩個(gè)閾值電壓，他們輸入電壓?jiǎn)我环较蜃兓瘯r(shí)，輸出電壓只躍變一次，因此只能檢查一個(gè)電平。窗口比較器在輸入電壓?jiǎn)我环较蜃兓瘯r(shí)，輸出電壓跳變兩次，能檢查輸入電壓是否在兩個(gè)閾值電壓之間。3.比較器分析方法如下：（1）寫(xiě)出u

和u

的電位表達(dá)式，令u

=u

，求解閾值電壓U

。Tp

Np

N（2）由限幅電路確定電壓比較器的輸出高電平U

和輸出低電平U

大小。OH

OL（3）確定uo在uI過(guò)UT時(shí)發(fā)生躍變方向，畫(huà)出電壓傳輸特