模擬電路43電壓比較器課件

1、模擬電路43電壓比較器課件模擬電路43電壓比較器課件若有負(fù)反饋，則運(yùn)放工作在線性區(qū)；若無反饋，或有正反饋，則運(yùn)放工作在非線性區(qū)。確定運(yùn)放工作區(qū)的方法：判斷電路中有無負(fù)反饋。非線性應(yīng)用：是指由運(yùn)放組成的電路處于非線性狀態(tài)，輸出與輸入的關(guān)系 是非線性函數(shù)。若有負(fù)反饋，則運(yùn)放工作在線性區(qū)；確定運(yùn)放工作區(qū)的方法：判斷電4.3 電壓比較器 比較輸入電壓ui與參考電壓UREF電壓的大小。1. 電壓比較器的功能： 輸入電壓是連續(xù)的模擬信號；輸出電壓為比較的結(jié)果，只有高電平和低電平兩種狀態(tài)，即輸出為數(shù)字信號。uo4.3 電壓比較器 比較輸入電壓ui與參考2. 電壓比較器的電壓傳輸特性(1)輸出電壓高電平和低電

2、平的數(shù)值UOH和-UOL；(2)使uo從UOH跳變?yōu)?UOL或從-UOL跳變?yōu)閁OH的輸入電壓閾值電壓或門限電平UTH；(3)當(dāng)ui變化且經(jīng)過UTH時uo跳變的方向。uo=f(ui)uo畫電壓傳輸特性，必須求出以下三個要素：UTH2. 電壓比較器的電壓傳輸特性(1)輸出電壓高電平和低電平的3. 電壓比較器的分類(1) 單門限比較器(2) 窗口比較器(3) 遲滯比較器3. 電壓比較器的分類(1) 單門限比較器4.3.1 單門限比較器特點(diǎn)：運(yùn)放處于開環(huán)狀態(tài)。當(dāng)ui 0時 , uo = +UOH當(dāng)ui 0時 , uo = -UOL 一、過零比較器U-：參考電壓 ui ：輸入信號 +uouiuoui0

3、+UOH-UOL傳輸特性 UTH=04.3.1 單門限比較器特點(diǎn)：運(yùn)放處于開環(huán)狀態(tài)。當(dāng)ui 當(dāng)ui 0時 , uo = -UOL ui從反相端輸入+uouiuoui0+UOH-UOL當(dāng)ui 0時 , uo = +UOHui從反相端輸入+uouitui例：過零比較器的輸入為正弦波，畫出輸出波形。+UOHtuo-UOL波形變換：正弦波 矩形波uoui0+UOH-UOL傳輸特性+uouitui例：過零比較器的輸入為正弦波，畫出輸出波形+uiuoui0 +UZ -UZ電路改進(jìn)：用穩(wěn)壓管限幅的過零比較器。UZuo設(shè)UZUOH、 UZ0時 , uo = +UZ當(dāng)ui0Rui-+R1R2UREFUZuoUT

4、+UZ-UZuoui0傳輸特性二、 任意門限電平比較器令分析電壓傳輸特性三要素的方法：通過輸出端所接限幅電路確定UOH和-UOL；令u-=u+解得的輸入電壓為門限電平UTH；uo的跳變方向取決于ui作用于運(yùn)放的哪一個輸入端。ui加于反相端，向下跳變；ui加于同相端，向上跳變；分析電壓傳輸特性三要素的方法：通過輸出端所接限幅電路確定UO單門限比較器的其他電路形式：UR：參考電壓 ui ：輸入信號 +uouiUR+uouiUR單門限比較器的其他電路形式：UR：參考電壓 +uo單門限比較器的抗干擾問題UT0ttuiuo0靈敏度高抗干擾能力差!UT+UZ-UZuoui0傳輸特性單門限比較器的抗干擾問題

5、UT0ttuiuo0靈敏度高UT+U一、遲滯比較器的電路特點(diǎn)1. 因?yàn)橛姓答?，所以輸出飽和?. 當(dāng)uo正飽和時(uo = +UOM)3. 當(dāng)uo負(fù)飽和時(uo = UOM)+uoR1RFR2ui4.3.2 遲滯比較器特點(diǎn)1：電路中使用正反饋， 運(yùn)放工作于非線性區(qū)。一、遲滯比較器的電路特點(diǎn)1. 因?yàn)橛姓答?，所以輸出飽和?特點(diǎn)2：存在兩個門限電平，傳輸特性具有滯回特性。uoui0UOM-UOM+uoR1RFR2ui特點(diǎn)2：存在兩個門限電平，傳輸特性具有滯回特性。uoui0U二、遲滯比較器的工作原理+uoR1RFR2uiU+（1） ui增加時的傳輸特性uoui0UOM-UOMUTH+uiUT

6、H+， uo=-UOM二、遲滯比較器的工作原理+uoR1RFR2uiU+（1）+uoR1RFR2uiU+（2） ui減小時的傳輸特性uoui0UOM-UOMuiUTH-， uo=-UOMui0，上下門限電平：+uoR1RFR2uiUREFuoui0Uom-UomUTH+UTH-四、加上參考電壓后的遲滯比較器回差與UREF有關(guān)嗎？UREF0，上下門限電平：+uoR1RFR2uiURE遲滯比較器兩種電路傳輸特性的比較:+uoR1RFR2uiuoui0Uom-UomUTH+UTH-+uoR1RFR2uiUREFuoui0Uom-UomUTH+UTH-遲滯比較器兩種電路傳輸特性的比較:+uoR1RFR

7、2ui例：R2=10k，RF=20k ，UOM=12V， UREF=9V。當(dāng)輸入 ui 為如圖所示的波形時，畫出uo的波形。+uoR1RFR2uiUREFuoui0Uom-UomUTH+UTH-5V10Vuit0例：R2=10k，RF=20k ，UOM=12V， U(1)首先計(jì)算上下門限電壓：+uoR1RFR2uiUREF(1)首先計(jì)算上下門限電壓：+uoR1RFR2uiURE+UOM-UOM(2)根據(jù)傳輸特性畫輸出波形圖。uoui0Uom-UomUTH+UTH-+uoR1RFR2uiUREFuiuott10V5V002V靈敏度降低，抗干擾能力增強(qiáng)！+UOM-UOM(2)根據(jù)傳輸特性畫輸出波形

8、圖。uoui0U五、遲滯比較器電路的改進(jìn)：為了穩(wěn)定輸出電壓，可以在輸出端加上雙向穩(wěn)壓管。思考：如何計(jì)算上下限？UREFuoUZ+R1RFR2ui五、遲滯比較器電路的改進(jìn)：為了穩(wěn)定輸出電壓，可以在輸出端加上思考題：若將ui和UREF的位置互換，則得到的同相輸入遲滯比較器電壓傳輸特性該如何分析？+uoRR2R1uiUREF上下門限電壓：當(dāng)uo= +UOM時：當(dāng)uo= -UOM時：思考題：若將ui和UREF的位置互換，則得到的同相輸入遲滯比傳輸特性：UTH+UTH-uoui0UOM-UOM+uoRR2R1uiUREF+uoRR2R1uiuoui0UOM-UOMUTH+UTH-對照傳輸特性：UTH+UTH-uoui0UOM-UOM+uo4.3.3 窗口比較器uo2A2-+ULuo1uiUHA1-+D2D1R2R1+VCCD4D3uouo1為高電平, uo2為低電平uo=UOHD3導(dǎo)通, D4截止(1) uiUH4.3.3 窗口比較器uo2A2-+ULuo1uiUHAuo2A2-+ULuo1uiUHA1-+D2D1R2R1+VCCD4D3uo(2) uiULuo=UOH(3) ULuiUHuo=0uo1為低電平, uo2為高電平D3截止, D4導(dǎo)通uo1為低電平, uo2為低電平D3截止, D4截止uo2