比較器的基本原理及應(yīng)用學(xué)習(xí)教案

1、會(huì)計(jì)學(xué)1比較比較(bjio)器的基本原理及應(yīng)用器的基本原理及應(yīng)用第一頁(yè)，共20頁(yè)。 比較器的功能是比較兩個(gè)電壓的大小。 常用的幅度比較電路有電壓幅度比較器、窗口比較器和具有滯回特性的施密特觸發(fā)器。這些比較器的閾值是固定的，有的只有一個(gè)(y )閾值，有的具有兩個(gè)閾值。比較器的基本特點(diǎn)為： 工作在開(kāi)環(huán)或正反饋狀態(tài)。開(kāi)關(guān)特性，因開(kāi)環(huán)增益很大，比較器的輸出只有高電平和低電平兩個(gè)(lin )穩(wěn)定狀態(tài)。非線性，因大幅度工作，輸出和輸入不成線性關(guān)系。第1頁(yè)/共19頁(yè)第二頁(yè)，共20頁(yè)。1 簡(jiǎn)單電壓簡(jiǎn)單電壓(diny)比比較器較器uoui0+Uom-UomUR傳輸特性傳輸特性UR：參考電壓：參考電壓 ui ：被

2、比較信號(hào)：被比較信號(hào) +uouiUR特點(diǎn)：運(yùn)放處于特點(diǎn)：運(yùn)放處于(chy)開(kāi)環(huán)開(kāi)環(huán)狀態(tài)。狀態(tài)。當(dāng)當(dāng)ui UR時(shí)時(shí) , uo = +Uom當(dāng)當(dāng)ui UR時(shí)時(shí) , uo = -Uom 一、若一、若ui從同相端輸入從同相端輸入(shr)第2頁(yè)/共19頁(yè)第三頁(yè)，共20頁(yè)。+uouiURuoui0+Uom-UomUR當(dāng)當(dāng)ui UR時(shí)時(shí) , uo = -Uom 二、二、 若若ui從反相端輸入從反相端輸入(shr)第3頁(yè)/共19頁(yè)第四頁(yè)，共20頁(yè)。 uoui0+UOM-UOM+uoui三、過(guò)零比較三、過(guò)零比較(bjio)器器: (UR =0時(shí)時(shí))+uouiuoui0+UOM-UOM第4頁(yè)/共19頁(yè)第五頁(yè)，共

3、20頁(yè)。+uouitui例：利用例：利用(lyng)電壓比電壓比較器將正弦波變?yōu)檩^器將正弦波變?yōu)榉讲?。方波。uot+Uom-Uom第5頁(yè)/共19頁(yè)第六頁(yè)，共20頁(yè)。分析分析(fnx)1. 因?yàn)橛姓答?，所以因?yàn)橛姓答仯?suy)輸出飽和。輸出飽和。2. 當(dāng)當(dāng)uo正飽和正飽和(boh)時(shí)時(shí)(uo =+UOM) ：U+HomUURRRU2113. 當(dāng)當(dāng)uo負(fù)飽和時(shí)負(fù)飽和時(shí)(uo =UOM) ：LomUURRRU211+uoRR2R1ui參考電壓由參考電壓由輸出電壓決定輸出電壓決定2 施密特觸發(fā)器遲滯比較器施密特觸發(fā)器遲滯比較器特點(diǎn)：特點(diǎn)：電路中使用正反饋，電路中使用正反饋， 運(yùn)放處于非線性狀

4、態(tài)。運(yùn)放處于非線性狀態(tài)。1. 沒(méi)加參考電壓的下行遲沒(méi)加參考電壓的下行遲滯比較器滯比較器第6頁(yè)/共19頁(yè)第七頁(yè)，共20頁(yè)。omHURRRU211omLURRRU211分別稱(chēng)分別稱(chēng)UH和和UL上下門(mén)限電壓上下門(mén)限電壓(diny)。稱(chēng)。稱(chēng)(UH - UL)為回差或門(mén)限寬度。為回差或門(mén)限寬度。當(dāng)當(dāng)ui 增加到增加到UH時(shí)，輸出時(shí)，輸出(shch)由由Uom跳變到跳變到-Uom；+uoRR2R1ui當(dāng)當(dāng)ui 減小到減小到UL時(shí)，輸出時(shí)，輸出(shch)由由-Uom跳變到跳變到Uom 。傳輸特性：傳輸特性：UHULuoui0Uom-Uom第7頁(yè)/共19頁(yè)第八頁(yè)，共20頁(yè)。tuiUom-UomtuiUHUL

5、例：下行遲滯比較器的輸例：下行遲滯比較器的輸入入(shr)為正弦波為正弦波時(shí)，畫(huà)出輸出的波時(shí)，畫(huà)出輸出的波形。形。+uoRR2R1ui第8頁(yè)/共19頁(yè)第九頁(yè)，共20頁(yè)。RomHURRRURRRU212211RomLURRRURRRU2122112. 加上參考電壓加上參考電壓(diny)后的下行遲滯比后的下行遲滯比較器較器加上參考電壓加上參考電壓(diny)后的上下后的上下限：限：+uoRR2R1uiURuoui0Uom-UomUHUL第9頁(yè)/共19頁(yè)第十頁(yè)，共20頁(yè)。例：例：R1=10k，R2=20k ，UOM=12V， UR=9V當(dāng)當(dāng)輸入輸入 ui 為如圖所示的波形為如圖所示的波形(b xn

6、)時(shí)，畫(huà)出輸時(shí)，畫(huà)出輸出出uo的波形的波形(b xn)。+uoRR2R1uiUR5V10Vuit0第10頁(yè)/共19頁(yè)第十一頁(yè)，共20頁(yè)。門(mén)限門(mén)限(mnxin)電電壓：壓：V2212211RomLURRRURRRU+UOM-UOM根據(jù)根據(jù)(gnj)傳輸特性畫(huà)輸出波形傳輸特性畫(huà)輸出波形圖。圖。uiuott10V5V002VV10212211RomHURRRURRRU第11頁(yè)/共19頁(yè)第十二頁(yè)，共20頁(yè)。+uoRR2R1ui+uoRR2R1ui3 3、上行、上行(shngxng)(shngxng)遲遲滯比較器滯比較器沒(méi)加參考電壓的沒(méi)加參考電壓的上行上行(shngxng)遲滯遲滯比較器比較器 加上參考

7、電壓加上參考電壓(diny)后的后的上行遲滯比較器上行遲滯比較器第12頁(yè)/共19頁(yè)第十三頁(yè)，共20頁(yè)。 窗口(chungku)比較器的電路如圖，電路由兩個(gè)幅度比較器和一些二極管與電阻構(gòu)成。設(shè)R1 =R2，則有：DLHDCC212DCCL2=)2(21)2(=VVVVVRRRVVV 第13頁(yè)/共19頁(yè)第十四頁(yè)，共20頁(yè)。 當(dāng)vIVH時(shí)，vO1為高電平，D3導(dǎo)通；vO2為低電平, D4截止(jizh)，vO= vO1。 當(dāng)vI VL時(shí)，vO2為高電平(din pn)，D4導(dǎo)通；vO1為低電平(din pn)，D3截止，vO= vO2 當(dāng)VH vI VL時(shí)，vO1為低電平，vO2為低電平，D3、D4

8、截止(jizh)，vO為 為低電平。 第14頁(yè)/共19頁(yè)第十五頁(yè)，共20頁(yè)。一、電路一、電路(dinl)結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)omHURRRU211omLURRRU211上下上下(shngxi)門(mén)門(mén)限電壓：限電壓：下行下行(xixng)的遲滯比的遲滯比較器，輸出經(jīng)積分電路較器，輸出經(jīng)積分電路再輸入到此比較器的反再輸入到此比較器的反相輸入端。相輸入端。+RR1R2C+ucuo4 方波發(fā)生器方波發(fā)生器第15頁(yè)/共19頁(yè)第十六頁(yè)，共20頁(yè)。二、工作二、工作(gngzu)原理原理1. 設(shè)設(shè) uo = + UOM此時(shí)此時(shí)(c sh)，輸出給，輸出給C 充充電電則：則：u+=UH0tuoUOM-UOMU+Huc0tuo

9、 立即立即(lj)由由UOM 變成變成UOM +RR1R2C+ucuoUc上升上升到到UH時(shí)，時(shí)，uo下下翻。翻。第16頁(yè)/共19頁(yè)第十七頁(yè)，共20頁(yè)。此時(shí)，此時(shí)，C C 經(jīng)輸出經(jīng)輸出(shch)(shch)端放電。端放電。2. 當(dāng)當(dāng)uo = -UOM 時(shí)，時(shí)，u+=ULuc降到降到UL時(shí)，時(shí)，uo上翻。上翻。UHuctUL當(dāng)當(dāng)uo uo 重新回到重新回到UOM UOM 以后，電路又進(jìn)入另一個(gè)以后，電路又進(jìn)入另一個(gè)(y (y )周期性的變化。周期性的變化。+RR1R2C+ucuo第17頁(yè)/共19頁(yè)第十八頁(yè)，共20頁(yè)。0UHuctULUOMuo0t- UOMT輸出輸出(shch)波波形：形：+RR1R2C+ucuo第18頁(yè)/共19頁(yè)第十九頁(yè)，共20頁(yè)。NoImage內(nèi)容(nirng)總結(jié)會(huì)計(jì)學(xué)。比較(bjio)器的功能是比較(bjio)兩個(gè)電壓的大小。常用的幅度比較(bjio)電路有電壓幅度比較(bjio)器、窗口比較(bjio)器和具有滯回特性的施密特觸發(fā)器。這些比較(bjio)器的閾值是固定的，有的只有一個(gè)閾值，有的具有