比較器的基本原理及應用

關于比較器的基本原理及應用

比較器的功能是比較兩個電壓的大小。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，有的只有一個閾值，有的具有兩個閾值。比較器的基本特點為：

工作在開環(huán)或正反饋狀態(tài)。開關特性，因開環(huán)增益很大，比較器的輸出只有高電平和低電平兩個穩(wěn)定狀態(tài)。非線性，因大幅度工作，輸出和輸入不成線性關系。第2頁,共19頁，2024年2月25日，星期天

§1

簡單電壓比較器uoui0+Uom-UomUR傳輸特性UR：參考電壓ui：被比較信號

++uouiUR–特點：運放處于開環(huán)狀態(tài)。當ui>UR時,uo=+Uom當ui<UR時,uo=-Uom

一、若ui從同相端輸入第3頁,共19頁，2024年2月25日，星期天

++uouiURuoui0+Uom-UomUR當ui<UR時,uo=+Uom當ui>UR時,uo=-Uom

二、若ui從反相端輸入第4頁,共19頁，2024年2月25日，星期天

uoui0+UOM-UOM++uoui三、過零比較器:(UR=0時)++uouiuoui0+UOM-UOM第5頁,共19頁，2024年2月25日，星期天

++uouitui例：利用電壓比較器將正弦波變?yōu)榉讲?。uot+Uom-Uom第6頁,共19頁，2024年2月25日，星期天

分析1.因為有正反饋，所以輸出飽和。2.當uo正飽和時(uo=+UOM)：U+3.當uo負飽和時(uo=–UOM)：－++uoRR2R1ui參考電壓由輸出電壓決定§2施密特觸發(fā)器－遲滯比較器特點：電路中使用正反饋，運放處于非線性狀態(tài)。1.沒加參考電壓的下行遲滯比較器第7頁,共19頁，2024年2月25日，星期天

分別稱UH和UL上下門限電壓。稱(UH-UL)為回差或門限寬度。當ui增加到UH時，輸出由Uom跳變到-Uom；－++uoRR2R1ui當ui

減小到UL時，輸出由-Uom跳變到Uom

。傳輸特性：UHULuoui0Uom-Uom第8頁,共19頁，2024年2月25日，星期天

tuiUom-UomtuiUHUL例：下行遲滯比較器的輸入為正弦波時，畫出輸出的波形。－++uoRR2R1ui第9頁,共19頁，2024年2月25日，星期天

2.加上參考電壓后的下行遲滯比較器加上參考電壓后的上下限：－++uoRR2R1uiURuoui0Uom-UomUHUL第10頁,共19頁，2024年2月25日，星期天

例：R1=10k

，R2=20k

，UOM=12V，UR=9V當輸入ui為如圖所示的波形時，畫出輸出uo的波形。－++uoRR2R1uiUR5V10Vuit0第11頁,共19頁，2024年2月25日，星期天

門限電壓：+UOM-UOM根據(jù)傳輸特性畫輸出波形圖。uiuott10V5V002V第12頁,共19頁，2024年2月25日，星期天

－++uoRR2R1ui－++uoRR2R1ui3、上行遲滯比較器沒加參考電壓的上行遲滯比較器

加上參考電壓后的上行遲滯比較器第13頁,共19頁，2024年2月25日，星期天§3窗口比較器

窗口比較器的電路如圖，電路由兩個幅度比較器和一些二極管與電阻構成。設R1=R2，則有：

第14頁,共19頁，2024年2月25日，星期天

當vI＞VH時，vO1為高電平，D3導通；vO2為低電平,D4截止，vO=vO1。

當vI＜

VL時，vO2為高電平，D4導通；vO1為低電平，D3截止，vO=vO2

當VH

＞vI＞

VL時，vO1為低電平，vO2為低電平，D3、D4截止，vO為為低電平。

第15頁,共19頁，2024年2月25日，星期天

一、電路結構上下門限電壓：下行的遲滯比較器，輸出經(jīng)積分電路再輸入到此比較器的反相輸入端。－++RR1R2C+ucuo–§4方波發(fā)生器第16頁,共19頁，2024年2月25日，星期天

二、工作原理1.設uo

=

+UOM此時，輸出給C充電則：u+=UH0tuoUOM-UOMU+Huc0tuo

立即由＋UOM

變成－UOM

－++RR1R2C+ucuo–Uc上升到UH時，uo下翻。第17頁,共19頁，2024年2月25日，星期天

此時，C

經(jīng)輸出端放電。2.當uo

=

-UOM時，u+=ULuc降到UL時，uo上翻。UHuctUL當