幾種電壓比較器的說(shuō)明和比較

1、幾種電壓比較器的說(shuō)明和比較集成運(yùn)放組成的電壓比較器(3) 若橫坐標(biāo)采用與縱坐標(biāo)相同的標(biāo)尺，則線(xiàn)性部分特性與縱軸合攏。(4) 若用正反饋使Aodf，則可縮短狀態(tài)的轉(zhuǎn)換時(shí)間。3.分類(lèi)：(1) 單限比較器(2) 遲滯比較器(Schmitt)(3) 雙限比較器(窗口比較器)二.單限比較器1. U,與4分別接運(yùn)放兩輸入端的開(kāi)環(huán)串接比較器，見(jiàn)圖& 2. 21%r X(hd傳輔特性片叫圖開(kāi)環(huán)齢比校器 UAUr Uo=+UomAUt<Ux Uo=-UomA UfU Uo發(fā)生翻轉(zhuǎn)(或稱(chēng)突變)Ur=UK讖緯門(mén)限電壓或閥值，若UR=0稱(chēng)為過(guò)零比較器A當(dāng)U占Ur互換位置，此時(shí)Uo以Ui屯為對(duì)稱(chēng)軸與交換量

2、對(duì)稱(chēng)。2. 從與Ur并聯(lián)在運(yùn)放同一輸入端時(shí)的開(kāi)環(huán)并接比較器 見(jiàn)圖8. 2. 31.功能及應(yīng)用：主要用來(lái)判斷輸入信號(hào)電位之間的相對(duì)大小，它至少有兩個(gè)輸入端及一個(gè)輸出 端，通常用一個(gè)輸入端接被比較信號(hào)Ui,另一個(gè)則接基準(zhǔn)電壓VR定門(mén)限電壓（或稱(chēng)閥值）的Ut. 輸出通常僅且僅有二種可能即高、低二電平的矩形波，應(yīng)用于模一數(shù)轉(zhuǎn)換，波形產(chǎn)生及變換， 及越限警等。2運(yùn)放的工作狀態(tài)：開(kāi)環(huán)和正反饋應(yīng)用：運(yùn)放在線(xiàn)性運(yùn)用時(shí)，由于開(kāi)環(huán)增益一般在105以 上，所以其對(duì)應(yīng)的輸入的線(xiàn)性范圍很小，U數(shù)量級(jí)，為了拓寬其線(xiàn)性范圍就必須引入負(fù)反饋， 降低其開(kāi)環(huán)增益。而比較器則希望其輸入的線(xiàn)性范圍越小越好（即比較靈敏度越高） 采用開(kāi)

3、環(huán)或使開(kāi)環(huán)增益更高的正反饋應(yīng)用。在這兒有必要重復(fù)展現(xiàn)運(yùn)放開(kāi)環(huán)電壓傳輸特 性。見(jiàn)圖&21,請(qǐng)注意橫、縱坐標(biāo)標(biāo)度的不同從途中可化稱(chēng)1.0?0.T=105 若Ui發(fā)出變化，使U。從負(fù)波飽和值突變到正飽和值，只在經(jīng)過(guò)極窄的線(xiàn) 性區(qū)時(shí)，才遵循在線(xiàn)性工作時(shí)才特有的“虛短”,其它時(shí)刻“虛短”不復(fù)存在。J1->0-咖(b)傳輸特性圖& 2. 3開(kāi)環(huán)并接比較器A在同相端可作Therenin等效去廣垃+尺2耳+絢5-耳孚當(dāng) Uoc>0 時(shí)，即鳥(niǎo) Uo= + Uom口 <魚(yú)當(dāng) Uocvo 時(shí)，即尺2 Uo=-Uom可見(jiàn)A若把運(yùn)放的同相端與反相端互換，則與圖&2.2(b)類(lèi)同

4、三.遲滯比較器(正反饋比較器)其特點(diǎn)抗干擾能力較強(qiáng)。在單限比較器種，如果6受到干擾，在閥值附近回出 現(xiàn)Ui+4Ui(干擾信號(hào)多出現(xiàn)在閥值電壓上，下波動(dòng),以致出現(xiàn)條紋誤翻轉(zhuǎn)，而遲 滯比較器利用其傳輸特性的回差電壓，輸入的干擾信號(hào)不能使?fàn)顟B(tài)誤翻轉(zhuǎn)。1.兩種遲滯比較器的傳輸特性 見(jiàn)圖(a)同相型kOH2<f1° 71rrUOLr反相型圖遲滯比較器傳輸特性動(dòng)畫(huà)演示遲滯比較器在單調(diào)區(qū)間內(nèi)只能變化一次；對(duì)于反相：Ui從小變到大時(shí)，u。一直為高電平，只有當(dāng)Ui到達(dá)上門(mén)限電壓 時(shí)，U。翻轉(zhuǎn)為低電平，之后隨著Ui不斷增大，Uo始終為低；在Ui減小時(shí)，必 須減到下門(mén)限電壓時(shí)，U。才會(huì)翻轉(zhuǎn)為高電平對(duì)

5、于同相：Ui從小變到大時(shí)，U。一直為低電平，只有當(dāng)Ui到達(dá)上門(mén)限電壓 時(shí)，Uo翻轉(zhuǎn)為高電平，之后隨著Ui不斷增大，Uo始終為高；在Ui減小時(shí)，必 須減到下門(mén)限電壓時(shí)，U。才會(huì)翻轉(zhuǎn)為低電平A同相型：6接運(yùn)放同相端反相型：從接運(yùn)放反相端A均由二根傳輸特性(1), (2)合成，同相型.當(dāng)從從低值t U。從UJ %;當(dāng)Ui從髙值JWlk時(shí)，UO從UOT I Uoco反相型則類(lèi)同。A ", Un為二個(gè)閥值，山(回差)=11帀一A |%| =血|或lUojHlUj根據(jù)輸出是否有箝位電路而定。2.二種基型遲滯比較器(1)反相型遲滯比較器 見(jiàn)圖& 2. 5(b)傳輸持性UTLt/2(c) U

6、L傳輸特性圖82 5反相遲滯比較器Ui=U-, Uo被箝位在士UZ,避免運(yùn)放計(jì)入過(guò)飽和。假設(shè)Ui在足夠低時(shí)，Ui<U + ,Uo=Uoff= + Uz （始終穩(wěn)定）此時(shí) 営F S嚴(yán)A 當(dāng) Uj從低值 f 若 U2U +時(shí)，UoM+Uzl -UzA 當(dāng) Ui從高值 | 至Uo A Uzt +Uz亠6A門(mén)限寬度AUt二Uth Utl二尺】斗尺2A當(dāng)Ur=O時(shí)，"1 旳A6無(wú)論從足夠低或足夠髙單調(diào)增加或單調(diào)減少，U。僅翻轉(zhuǎn)一次，即過(guò)了閥值后就維持在一種穩(wěn)態(tài)。因?yàn)楫?dāng)過(guò)閥值電壓后，Uo從低變?yōu)楦呋驈母咦優(yōu)榈土耍?正反饋到Ur (Uth)端，使該閥值電壓變高或變低了。只要門(mén)限寬度AU-Un

7、 幅度大于山在閥值電壓波動(dòng)的幅度，U。就不會(huì)翻轉(zhuǎn)了，所以比單限比較器抗干擾 能力強(qiáng)多了。H8.2.6同磁臟+比JL譏皿、fUth注XX XXX X： U,和Ur的位置應(yīng)該互換一下Un=U設(shè)6足夠低，使U+ < U-=Ur, Uo=UoL=-U2 (初始穩(wěn)態(tài))若要使U。從乜上升到+6,必須使UJ ,以致使u+>u-=UR才行，而此時(shí)對(duì) 應(yīng)Ur的U產(chǎn)gq = UrH- -U.竝 > Z7_ = 27»A當(dāng)Ui從低值f ,使/匕衛(wèi)1 +衛(wèi)2此時(shí)Uo從Uzf +UzA當(dāng)Ui從高值J ,使時(shí)所對(duì)應(yīng)的Ui = UTL去 1 + 2%=6此時(shí) Uo A+Uzl-Uz同上面反相型類(lèi)

8、同，Ui單調(diào)升或單調(diào)降，U。只改變一次狀態(tài)，過(guò)了閥值后只維 持在一種穩(wěn)態(tài)上。我的理解：首先求出閥值電壓；閥值電壓是在放大器處在線(xiàn)性區(qū)域時(shí)求得的， 不過(guò)在正反饋中，線(xiàn)性區(qū)域很窄。在該區(qū)域，才可以用到虛斷和虛短的概念。(在正反饋狀態(tài)下，只有在輸出電壓發(fā)生跳變瞬間，集成運(yùn)放兩個(gè)輸入端之間 的電壓才可近似等于0,才能用到虛斷和虛短的)Vp=Vn=UrVr=Rl*Ui/(R1+R2)+ R2*Uo/(R1+R2)(1)而門(mén)限電壓是對(duì)于輸入電壓來(lái)說(shuō)的，當(dāng)輸入電壓大于或小于這個(gè)Uth時(shí)，輸出 就會(huì)有跳變。所以當(dāng)Ui= Uth時(shí)，這時(shí)的輸入電壓就是門(mén)限電壓：而由(1)式可求出，Uth=Ui=Ur(R1+R2)

9、/R1 - R2Uo/Rl, (Uo=4-Uz)四雙限比較器(窗口比較器)其特點(diǎn)是U單調(diào)升或單調(diào)降，Uo均有兩次突變，與單限比較器和遲滯比較器有區(qū)別，因此它 可以判別Ui是否在兩個(gè)電平之間。它實(shí)際上由二個(gè)單限開(kāi)環(huán)比較器組成，DI, D2作用為隔斷, Uol, Uo2連接通路，避免Uol, Uo2極性相反時(shí)，互為對(duì)方提供低阻通路而造成運(yùn)放損壞。梭管AUi<URL(<URH)0十兀AUi>URH(>URL)AURL<Ui<URHA釆用上面窗口比較器可以區(qū)分三極管卩是否在需要范圍內(nèi)，比如記為合格范圍為50<pl00, 其它卩V50或p>100均要取出，則可用發(fā)光二極管亮表示一種越限極警，不亮記為可通過(guò)即 卩合格。A改接一下上述輸入輸出回路即方便可得50100分析上面的等效三極管電路，e端接15v, b端通過(guò)下拉電阻接地，從而b端電 壓為(15-0. 7) v, c端同樣接下拉電阻接地，只要c端的Ui電壓比b端電壓低, 就能保證集電結(jié)的反偏要區(qū)分B = 50, 100找出時(shí)應(yīng)得Url及Urh15-0.71430=