模拟电路43电压比较器课件

1、模拟电路43电压比较器课件模拟电路43电压比较器课件若有负反馈，则运放工作在线性区；若无反馈，或有正反馈，则运放工作在非线性区。确定运放工作区的方法：判断电路中有无负反馈。非线性应用：是指由运放组成的电路处于非线性状态，输出与输入的关系 是非线性函数。若有负反馈，则运放工作在线性区；确定运放工作区的方法：判断电4.3 电压比较器 比较输入电压ui与参考电压UREF电压的大小。1. 电压比较器的功能： 输入电压是连续的模拟信号；输出电压为比较的结果，只有高电平和低电平两种状态，即输出为数字信号。uo4.3 电压比较器 比较输入电压ui与参考2. 电压比较器的电压传输特性(1)输出电压高电平和低电

2、平的数值UOH和-UOL；(2)使uo从UOH跳变为-UOL或从-UOL跳变为UOH的输入电压阈值电压或门限电平UTH；(3)当ui变化且经过UTH时uo跳变的方向。uo=f(ui)uo画电压传输特性，必须求出以下三个要素：UTH2. 电压比较器的电压传输特性(1)输出电压高电平和低电平的3. 电压比较器的分类(1) 单门限比较器(2) 窗口比较器(3) 迟滞比较器3. 电压比较器的分类(1) 单门限比较器4.3.1 单门限比较器特点：运放处于开环状态。当ui 0时 , uo = +UOH当ui 0时 , uo = -UOL 一、过零比较器U-：参考电压 ui ：输入信号 +uouiuoui0

3、+UOH-UOL传输特性 UTH=04.3.1 单门限比较器特点：运放处于开环状态。当ui 当ui 0时 , uo = -UOL ui从反相端输入+uouiuoui0+UOH-UOL当ui 0时 , uo = +UOHui从反相端输入+uouitui例：过零比较器的输入为正弦波，画出输出波形。+UOHtuo-UOL波形变换：正弦波 矩形波uoui0+UOH-UOL传输特性+uouitui例：过零比较器的输入为正弦波，画出输出波形+uiuoui0 +UZ -UZ电路改进：用稳压管限幅的过零比较器。UZuo设UZUOH、 UZ0时 , uo = +UZ当ui0Rui-+R1R2UREFUZuoUT

4、+UZ-UZuoui0传输特性二、 任意门限电平比较器令分析电压传输特性三要素的方法：通过输出端所接限幅电路确定UOH和-UOL；令u-=u+解得的输入电压为门限电平UTH；uo的跳变方向取决于ui作用于运放的哪一个输入端。ui加于反相端，向下跳变；ui加于同相端，向上跳变；分析电压传输特性三要素的方法：通过输出端所接限幅电路确定UO单门限比较器的其他电路形式：UR：参考电压 ui ：输入信号 +uouiUR+uouiUR单门限比较器的其他电路形式：UR：参考电压 +uo单门限比较器的抗干扰问题UT0ttuiuo0灵敏度高抗干扰能力差!UT+UZ-UZuoui0传输特性单门限比较器的抗干扰问题

5、UT0ttuiuo0灵敏度高UT+U一、迟滞比较器的电路特点1. 因为有正反馈，所以输出饱和。2. 当uo正饱和时(uo = +UOM)3. 当uo负饱和时(uo = UOM)+uoR1RFR2ui4.3.2 迟滞比较器特点1：电路中使用正反馈， 运放工作于非线性区。一、迟滞比较器的电路特点1. 因为有正反馈，所以输出饱和。2特点2：存在两个门限电平，传输特性具有滞回特性。uoui0UOM-UOM+uoR1RFR2ui特点2：存在两个门限电平，传输特性具有滞回特性。uoui0U二、迟滞比较器的工作原理+uoR1RFR2uiU+（1） ui增加时的传输特性uoui0UOM-UOMUTH+uiUT

6、H+， uo=-UOM二、迟滞比较器的工作原理+uoR1RFR2uiU+（1）+uoR1RFR2uiU+（2） ui减小时的传输特性uoui0UOM-UOMuiUTH-， uo=-UOMui0，上下门限电平：+uoR1RFR2uiUREFuoui0Uom-UomUTH+UTH-四、加上参考电压后的迟滞比较器回差与UREF有关吗？UREF0，上下门限电平：+uoR1RFR2uiURE迟滞比较器两种电路传输特性的比较:+uoR1RFR2uiuoui0Uom-UomUTH+UTH-+uoR1RFR2uiUREFuoui0Uom-UomUTH+UTH-迟滞比较器两种电路传输特性的比较:+uoR1RFR

7、2ui例：R2=10k，RF=20k ，UOM=12V， UREF=9V。当输入 ui 为如图所示的波形时，画出uo的波形。+uoR1RFR2uiUREFuoui0Uom-UomUTH+UTH-5V10Vuit0例：R2=10k，RF=20k ，UOM=12V， U(1)首先计算上下门限电压：+uoR1RFR2uiUREF(1)首先计算上下门限电压：+uoR1RFR2uiURE+UOM-UOM(2)根据传输特性画输出波形图。uoui0Uom-UomUTH+UTH-+uoR1RFR2uiUREFuiuott10V5V002V灵敏度降低，抗干扰能力增强！+UOM-UOM(2)根据传输特性画输出波形

8、图。uoui0U五、迟滞比较器电路的改进：为了稳定输出电压，可以在输出端加上双向稳压管。思考：如何计算上下限？UREFuoUZ+R1RFR2ui五、迟滞比较器电路的改进：为了稳定输出电压，可以在输出端加上思考题：若将ui和UREF的位置互换，则得到的同相输入迟滞比较器电压传输特性该如何分析？+uoRR2R1uiUREF上下门限电压：当uo= +UOM时：当uo= -UOM时：思考题：若将ui和UREF的位置互换，则得到的同相输入迟滞比传输特性：UTH+UTH-uoui0UOM-UOM+uoRR2R1uiUREF+uoRR2R1uiuoui0UOM-UOMUTH+UTH-对照传输特性：UTH+UTH-uoui0UOM-UOM+uo4.3.3 窗口比较器uo2A2-+ULuo1uiUHA1-+D2D1R2R1+VCCD4D3uouo1为高电平, uo2为低电平uo=UOHD3导通, D4截止(1) uiUH4.3.3 窗口比较器uo2A2-+ULuo1uiUHAuo2A2-+ULuo1uiUHA1-+D2D1R2R1+VCCD4D3uo(2) uiULuo=UOH(3) ULuiUHuo=0uo1为低电平, uo2为高电平D3截止, D4导通uo1为低电平, uo2为低电平D3截止, D4截止uo2