清華模電課件第23講-電壓比較器(新)

1、電壓比較器的功能：比較電壓的大小。 輸入電壓是連續(xù)的模擬信號(hào)； 輸出電壓表示比較的結(jié)果，只有高電平和低電平兩種情況。 使輸出產(chǎn)生躍變的輸入電壓稱為閾值電壓。 常用于自動(dòng)控制、波形產(chǎn)生與變換，模數(shù)轉(zhuǎn)換以及越限報(bào)警等許多場(chǎng)合 。 通常由集成運(yùn)放構(gòu)成 、處于開環(huán)或正反饋的狀態(tài) ； 也可以采用專用的集成比較器組件 一、概述7.4 電壓比較器 1、 同相輸入過零比較器 二. 過零比較器閾值電壓為： 臨界條件（1）分析（2）輸出高電平UOH和輸出低電平UOL（3）輸入電壓過閾值電壓時(shí)輸出電壓躍變的方向（2）電壓比較器的描述方法 : 電壓傳輸特性電壓傳輸特性的三個(gè)要素：（1）閾值電壓UTH（3）電壓比較器的

2、分析方法：寫出 u-、u+的表達(dá)式，令u- u+ ，求解出的 u I即為UT ；根據(jù)輸出端限幅電路決定輸出的高、低電平；根據(jù)輸入電壓作用于同相輸入端還是反相輸入端決定輸出電壓的躍變方向。閾值電壓為： 2、反相輸入過零比較器 輸出端加雙向穩(wěn)壓管反饋回路接雙向穩(wěn)壓管電壓傳輸特性 3、 限幅輸出比較器4、任意電平比較器 (1) 簡(jiǎn)單的任意電平比較器 電壓傳輸特性 (2) 電平檢測(cè)比較器 電壓傳輸特性 根據(jù)“虛斷”求出閾值電壓： 只要改變參考電壓UR的大小和極性，以及電阻R1和R2的阻值，就可以改變閾值電壓的大小和極性 。電平電壓比較器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，靈敏度高，但它的抗干擾能力差。也就是說，如果輸入信號(hào)因干

3、擾在閾值附近變化時(shí)，輸出電壓將在高、低兩個(gè)電平之間反復(fù)地跳變，可能使輸出狀態(tài)產(chǎn)生誤動(dòng)作。 三、滯回比較器 這種比較器的特點(diǎn)是當(dāng)輸入信號(hào)ui逐漸增大或逐漸減小時(shí)，它有兩個(gè)閾值，且不相等，其傳輸特性具有“滯回”曲線的形狀。 集成運(yùn)放輸出端至反相輸入端為開環(huán)。輸出端至同相輸入端引入正反饋，目的是加速輸出狀態(tài)的躍變，使運(yùn)放經(jīng)過線性區(qū)過渡的時(shí)間縮短。UR是某一固定電壓，改變UR值能改變閾值及回差大小。 當(dāng)ui足夠低時(shí)，uo為高電平，UoH=+UZ；當(dāng)ui從足夠低逐漸上升到閾值UTH1時(shí)。uo由UoH跳變到低電平UoL=UZ 三、滯回比較器1. 反相滯回比較器（1） 正向過程 當(dāng)ui足夠高時(shí)，uo為低電平

4、。UoL=UZ。ui從足夠高逐漸下降使uo由UoL跳變?yōu)閁oH的閾值為UTH2 三、滯回比較器1. 反相滯回比較器（2）負(fù)向過程 （3）應(yīng)用滯回比較器能將連續(xù)變化的周期信號(hào)變換為矩形波 三、滯回比較器2. 同相滯回比較器UTH=UTH1UTH2稱為回差 滯回比較器由于有回差電壓存在，大大提高了電路的抗干擾能力，回差UTH越大，抗干擾能力越強(qiáng)。因?yàn)檩斎胄盘?hào)因受干擾或其他原因發(fā)生變化時(shí)，只要變化量不超過回差UTH，這種比較器的輸出電壓就不會(huì)來回變化。 四、窗口電壓比較器特點(diǎn)是輸入信號(hào)單方向變化(例如ui從足夠低單調(diào)升高到足夠高)，可使輸出電壓uo跳變兩次，其傳輸特性如圖所示，它形似窗口，稱為窗口比較器。 （1）單限比較器：只有一個(gè)閾值電壓（2）滯回比較器：具有滯回特性