第9章-电压比较器和模拟相乘

第九章：电压比较器和模拟相乘器基本电压比较器的工作原理第一节：基本电压比较器基本电压比较器有两个输入端和一个输入端：一个是基准电压，通常为固定值另一个是变化的模拟电压作为比较结果的输出信号，只是两种不同的电平，可以是高电平或低电平，或用数字信号表示为“1”或“0”电压比较器的基本功能是对输入端的两个电压进行比较，并在输出端给出比较结果基本电压比较器的主要技术指标(一)分辨率是指比较器所能辨别的两个输入电压差别的最小值，这一差值可以使输出电压由规定的高电平值刚好转换为规定的低电平值(或者反过来)比较器的增益越高，分辨率越高应注意失调电压漂移及温度变化对比较器的影响第一节：基本电压比较器基本电压比较器的主要技术指标(二)第一节：基本电压比较器响应时间：输入电压的变化达到其最大变化量的50%的时刻与输出电压的变化到达其最大变化量的50%的时刻的差值上截止频率越高，响应时间越短比较器与通用运放在电路上的不同第一节：基本电压比较器比较器中的放大电路的增益比运放低得多，而上截频要高得多比较器是大信号运用，不能指望通过加负反馈来提高其响应速度。从而比较器中的放大电路不存在由于有补偿电容导致开环上截止频率降低的问题有时比较器的输出电压可以直接与数字集成电路相匹配有一类集电极开路的比较器，可以并联运用部分比较器具有选通端某些高速比较器，为避免在大信号作用下器件工作进入饱和区，内部电路采取了抗饱和措施迟滞比较器(一)第二节：迟滞比较器通过在电路中引入正反馈，可以消除输入信号干扰的不良影响当比较器输出高电平时：当比较器输出低电平时：迟滞比较器(二)第二节：迟滞比较器输入电压由小变大时的门限电压与由大变小时的门限电压不等的原因是因为输出电平变换后，送至同相输入端的正反馈电压随之发生跳变迟滞电压迟滞电压的大小称为迟滞宽度又被称为双稳态触发器或施密特电路迟滞比较器(三)第二节：迟滞比较器迟滞比较器的优点：抗干扰能力增强但伴随而来的是分辨率降低比较器作为集成电路中的一个子电路,在用符号表示时,往往只画出连接输入信号的输入端图(a)表示输入信号加在同相输入端，图(b)则反之模拟相乘器的工作原理第三节：模拟相乘器模拟相乘器的相乘功能是通过用一个电压控制跨导运算放大器的增益来实现的跨导线性原理的实质是通过三极管的发射结电流控制其跨导，因此跨导线性环可以用来构成模拟相乘器电流相乘电路(一)第三节：模拟相乘器对于右图的跨导线性电路来说，当输入电流时，输出电流即输入电流产生的分量，输出电流产生的分量。若控制和产生的分量，则和中将出现乘积的分量电流相乘电路(二)第三节：模拟相乘器推导可得：电流相乘电路(三)第三节：模拟相乘器X端差模输入电流：Y端差模输入电流：注意图中各器件的电流不能太大也不能过小，且UBE应大于100mV电压相乘电路(一)第三节：模拟相乘器在电流相乘电路的基础上，只需在X输入端和Y输入端分别增添一个将电压线性转换成电流的电路便可构成电压相乘电路将输入电压线性转换为电流的原理是差动放大电路分别在发射极接入电阻产生的深负反馈电压相乘电路(二)第三节：模拟相乘器模拟相乘器芯片典型电路-MC1596第三节：模拟相乘器模拟相乘器芯片典型电路-MC1595(一)第三节：模拟相乘器模拟相乘器芯片典型电路-MC1595(二)第三节：模拟相乘器相乘与乘方运算电路第五节：模拟相乘器构成的运算电路相乘器进行相乘运算时，标度系数通常定为相乘器在其他应用场合中，可以在一定范围内调整相乘运算的误差主要取决于相乘器的精度乘方运算电路只要将需要运算的模拟量同时加到相乘器的两个输入端，就可以完成该模拟量的乘方运算将相乘器进行串接，可以实现高于2次方的运算。但由于相乘器相移的影响，进行高次方运算会带来很大误差，所以通常串接的相乘器不超过3个相除运算电路(一)第五节：模拟相乘器构成的运算电路根据运放的深负反馈和相乘器的传输特性，可推导得到：需要注意，为保证电路是负反馈，必须限制为正极性，故该相除器被称为两象限相除器注意该电路的物理实质相除运算电路(二)第五节：模拟相乘器构成的运算电路定性分析可知，相除运算电路的运算误差随的减小而增大定量分析可得：其中为相乘器的绝对误差，为运放的失调电压开方运算电路第五节：模拟相乘器构成的运算电路只有输入信号为负极性时，才能使电路的反馈为负，从而实现开方运算该电路的运算误差也是随着输入信号的减小而增大均方根运算电路第五节：模拟相乘器构成的运算电路对于一个任意波形的电压进