比较器的基本原理及应用

关于比较器的基本原理及应用第1页，讲稿共19页，2023年5月2日，星期三

比较器的功能是比较两个电压的大小。常用的幅度比较电路有电压幅度比较器、窗口比较器和具有滞回特性的施密特触发器。这些比较器的阈值是固定的，有的只有一个阈值，有的具有两个阈值。比较器的基本特点为：

工作在开环或正反馈状态。开关特性，因开环增益很大，比较器的输出只有高电平和低电平两个稳定状态。非线性，因大幅度工作，输出和输入不成线性关系。第2页，讲稿共19页，2023年5月2日，星期三

§1

简单电压比较器uoui0+Uom-UomUR传输特性UR：参考电压ui：被比较信号

++uouiUR–特点：运放处于开环状态。当ui>UR时,uo=+Uom当ui<UR时,uo=-Uom

一、若ui从同相端输入第3页，讲稿共19页，2023年5月2日，星期三

++uouiURuoui0+Uom-UomUR当ui<UR时,uo=+Uom当ui>UR时,uo=-Uom

二、若ui从反相端输入第4页，讲稿共19页，2023年5月2日，星期三

uoui0+UOM-UOM++uoui三、过零比较器:(UR=0时)++uouiuoui0+UOM-UOM第5页，讲稿共19页，2023年5月2日，星期三

++uouitui例：利用电压比较器将正弦波变为方波。uot+Uom-Uom第6页，讲稿共19页，2023年5月2日，星期三

分析1.因为有正反馈，所以输出饱和。2.当uo正饱和时(uo=+UOM)：U+3.当uo负饱和时(uo=–UOM)：－++uoRR2R1ui参考电压由输出电压决定§2施密特触发器－迟滞比较器特点：电路中使用正反馈，运放处于非线性状态。1.没加参考电压的下行迟滞比较器第7页，讲稿共19页，2023年5月2日，星期三

分别称UH和UL上下门限电压。称(UH-UL)为回差或门限宽度。当ui增加到UH时，输出由Uom跳变到-Uom；－++uoRR2R1ui当ui

减小到UL时，输出由-Uom跳变到Uom

。传输特性：UHULuoui0Uom-Uom第8页，讲稿共19页，2023年5月2日，星期三

tuiUom-UomtuiUHUL例：下行迟滞比较器的输入为正弦波时，画出输出的波形。－++uoRR2R1ui第9页，讲稿共19页，2023年5月2日，星期三

2.加上参考电压后的下行迟滞比较器加上参考电压后的上下限：－++uoRR2R1uiURuoui0Uom-UomUHUL第10页，讲稿共19页，2023年5月2日，星期三

例：R1=10k，R2=20k

，UOM=12V，UR=9V当输入ui为如图所示的波形时，画出输出uo的波形。－++uoRR2R1uiUR5V10Vuit0第11页，讲稿共19页，2023年5月2日，星期三

门限电压：+UOM-UOM根据传输特性画输出波形图。uiuott10V5V002V第12页，讲稿共19页，2023年5月2日，星期三

－++uoRR2R1ui－++uoRR2R1ui3、上行迟滞比较器没加参考电压的上行迟滞比较器

加上参考电压后的上行迟滞比较器第13页，讲稿共19页，2023年5月2日，星期三§3窗口比较器

窗口比较器的电路如图，电路由两个幅度比较器和一些二极管与电阻构成。设R1=R2，则有：

第14页，讲稿共19页，2023年5月2日，星期三

当vI＞VH时，vO1为高电平，D3导通；vO2为低电平,D4截止，vO=vO1。

当vI＜

VL时，vO2为高电平，D4导通；vO1为低电平，D3截止，vO=vO2

当VH

＞vI＞

VL时，vO1为低电平，vO2为低电平，D3、D4截止，vO为为低电平。

第15页，讲稿共19页，2023年5月2日，星期三

一、电路结构上下门限电压：下行的迟滞比较器，输出经积分电路再输入到此比较器的反相输入端。－++RR1R2C+ucuo–§4方波发生器第16页，讲稿共19页，2023年5月2日，星期三

二、工作原理1.设uo

=

+UOM此时，输出给C充电则：u+=UH0tuoUOM-UOMU+Huc0tuo

立即由＋UOM

变成－UOM

－++RR1R2C+ucuo–Uc上升到UH时，uo下翻。第17页，讲稿共19页，2023年5月2日，星期三

此时，C

经输出端放电。2.当uo

=

-UOM时，u+=ULuc降到UL时，uo上翻。U