高二物理競賽課件電壓比較器弛張振蕩器及模擬開關

電壓比較器、弛張振蕩器及模擬開關電壓比較器、弛張振蕩器及模擬開關

本章重點介紹電壓比較器、弛張振蕩器，簡單介紹模擬開關。電壓比較器弛張振蕩器單片集成專用電壓比較器模擬開關

電壓比較器

電壓比較器廣泛用于“電壓比較”、“電平鑒定”、“波形整形”、“波形產生”、“脈沖調寬”、“判決電路”以及“模/數(shù)變換”等。一、電壓比較器的基本特性

電路特點：開環(huán)或者引入正反饋，總體放大器工作于“非線性”狀態(tài)，“虛短路”和“虛地”概念不適用。

輸出：比較器輸出只有兩個狀態(tài)，“1”或是“0”。

功能：電壓比較器的功能是比較兩個輸入電壓的大小，據(jù)此決定輸出是高電平還是低電平。電壓比較器一般是開環(huán)工作，其增益很大。電壓比較器的符號及傳輸特性電壓比較器的符號電壓比較器的傳輸特性電壓比較器的輸入輸出關系：

電壓比較器的輸出要么為高電平“1”，要么為低電平“0”，因此電壓比較器可作為模/數(shù)轉換器。1、高電平(UoH)和低電平(UoL)電壓比較器的性能指標

專用比較器的輸出電平：2、鑒別靈敏度3.轉換速度：比較器的輸出狀態(tài)產生轉換所需的時間

（不靈敏區(qū)）

一般要求轉換時間盡可能短，以便實現(xiàn)高速比較。轉換速度與器件壓擺率SR有關，SR越大，輸出狀態(tài)轉換所需的時間就越短，比較器的轉換速度越高。二、電壓比較器的開環(huán)應用––簡單比較器

這種電路可做為零電平檢測器。該電路也可用于“整形”，將不規(guī)則的輸入波形整形成規(guī)則的矩形波。1.過零比較器

若參考信號ur為三角波，而輸入信號ui為緩變信號，如經傳感器變換的溫度、壓力等信號，則隨著ui的變化，輸出矩形波的脈寬也隨之變化，從而實現(xiàn)脈寬調制。2.脈寬調制器例3.1.1電路和輸入信號如圖，試分別畫出uo1和uo2的波形。解：隔直

存在問題：三、遲滯比較器——正反饋比較器——雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器1、簡單比較器應用中存在的問題

turt00干擾錯誤跳變uouit0uo一是壓擺率的限制，導致高頻脈沖的邊緣不夠陡峭二是抗干擾能力差

2、遲滯比較器電路及傳輸特性1)反相輸入的遲滯比較器在簡單比較器中引入正反饋，構成所謂“遲滯比較器”。+-R1R2RuiufuoA電源供電電壓UCC和-UEE

當ui由負逐漸向正變化，且ui=Uf=Ur1時，輸出由高電平轉換為低電平。稱uo從高到低所對應的ui轉換電平為上門限電平UTH

由于參考電位的變化，若輸入一直為正，則輸出不再發(fā)生變化，只有當輸入比參考電位更負，輸出才發(fā)生跳變，由低電平變?yōu)楦唠娖健４藭r對應的參考電位為下門限電平UTL。此后ui繼續(xù)增大，uo一直維持在低電平。此時參考電壓為：綜上所述，遲滯比較器的傳輸特性如圖+回差電壓：2)同相輸入的遲滯比較器同相輸入遲滯比較器電路如圖R2+-R1uiuoA

當ui極性變正且同相端電壓U+=U-=0時，輸出狀態(tài)才可能由負UOL向正UOH發(fā)生跳變。即：同理：同相輸入遲滯比較器傳輸特性解：ui1.6V-1.6Vt01