模拟电子线路_第8章_信号处理电路

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1、8.1电压比较器8.2波形产生与波形变换8信号处理电路8.3有源滤波电路8.4开关电容滤波器8.1电压比较器比较器单门限电压比较器迟滞比较器限幅器窗口比较器电压比较器是对输入信号进行鉴别比较的电路，是组成非正弦发生电路的基本单元电路，在测量和控制中有着广泛的应用。电压比较器的电压传输特性：电压比较器的输出电压与输入电压的函数关系uo=f(ui)一般用曲线来描述，称为电压传输特性输入电压ui是模拟信号，输出电压uo只有两种可能的状态，不是高电平UOH就是低电平UOL，用以表示比较结果使输出电压uo从UOH跃变为UOL；或

2、使输出电压从UOL跃变为UOH的输入电压为阀值电压UT正确画出电压传输特性，必须求出以下三个要素：（1）输出电压的高电平UOH、低电平UOL（2）阀值电压UT（3）当ui变化且经过阀值电压UT时，uo跃变的方向，是从UOH跃变为UOL，还从UOL跃变为UOH电压比较器的种类：电路只有一个阀值电压UT，输入电压ui逐渐增大或减小过程中，通过UT时，输出电压uo产生跃变从UOH跃变为UOL；或从UOL跃变为UOH（1）单门限电压比较器电路有两个阀值电压UT，输入电压ui从小变大过程中使输出电压uo产生跃变的阀值电压UT1，

3、不等于从大变小过程中使输出电压uo产生跃变的阀值电压UT2，电路具有迟滞特性。（2）迟滞比较器uoui0+UoM-UOL+UoL+UoH（3）窗口比较器电路有两个阀值电压UT，输入电压ui从小变大或从大变小过程中使输出电压uo产生两次跃变uiuo0ULUHUOHUOL，由于

4、vO

5、不可能超过VM，8.1比较器特点：1.单门限电压比较器（1）过零比较器开环，虚短和虚断不成立增益A0大于105（忽略了放大器输出级的饱和压降）所以当

6、+VCC

7、=

8、-VEE

9、=VM=15V，A0=105时，可以认为vI>0时，vOmax=+V

10、CCvI<0时，vOmax=-VEE（过零比较器）当时当时运算放大器工作在非线性状态下8.1比较器1.单门限电压比较器（1）过零比较器输入为正负对称的正弦波时，输出为方波。电压传输特性当输入电压时0VOHVOLVOωt思考1.若过零比较器如图所示，则它的电压传输特性将是怎样的？2.输入为正负对称的正弦波时，输出波形是怎样的？0VOHVOLVOωt8.1比较器1.单门限电压比较器（2）门限电压不为零的比较器电压传输特性输入为正负对称的正弦波时，输出波形如图所示。当输入电压时0VOHVOLVOωtVREF1VREF28.1

11、比较器1.单门限电压比较器（3）一般单限比较器电压传输特性根据叠加原理，反相输入端的电位：令时阀值电压UTR1R2VRViVo求出的ui即为阀值电压UTvOVOHVOLvIVT02.迟滞比较器从电路中看出，uo=±UZ运放反相输入端电位令运放同相输入端电位求出的就是阀值电压输出电压在输入电压等于阀值电压时的变化情况：设ui<-UT,那么uN一定小于uP，因而uo=+UZ所以up=+UT只有当输入电压ui增大到+UT，再增大一个无穷小量时，uo才会从+UZ跃变为-UZ设ui>+UT,那么uN一定大于uP，因而uo=-UZ

12、所以up=-UT只有当输入电压ui减小到-UT，再减小一个无穷小量时，uo才会从-UZ跃变为+UZ同理0u0ui+UT-UT-UZ+UZ电压传输特性2.迟滞比较器上下限：uoui0U+HU+L传输特性+UOM-UOM例题1：R1=10k，R2=20k，UOM=12V，UR=9V,当输入ui为如图所示的波形时，画出输出uo的波形。上下限：=10V=2Vuoui02V10Vuiuo+UOM-UOMuoui0U+HU+L传输特性+UOM-UOM－++uoRR2R1uiUR3.窗口比较器图示电路为双限比较器，外加参考电压U

13、RH＞URL，电阻R1、R2和DZ构成限幅电路。当输入电压UI大于URH时，必然大于URL所以A1的输出为UO1=+UOM，A2的输出为UO2=-UOM二极管D1导通、D2截止，稳压管DZ工作在稳压状态，输出电压为UO=+UZ当输入电压UI小于URL时，必然小于URH所以A1的输出为UO1=-UOM，A2的输出为UO2=+UOM二极管D2导通、D1截止，稳压管DZ工作在稳压状态，输出电压为UO=+UZ当URL＜ui＜URH时，uo1=uo2=-UOM二极管D1、D2截止，稳压管DZ截止状态，输出电压为UO=0URHUR

14、LUOHuoui0UOL电压传输特性3.限幅器tuiu0tUZ+UF-(UZ+UF)-+AuoR1RFuiDZR+1.双向稳压管接于输出端R限流电阻一般取100特点：电路中的运放处于线性放大状态，但外围电路有非线性元件（二极管、稳压二极管）。DZ双向稳压管UZ稳压值,UF正向压降-+AuoR1RFuiDZR+uoui0传输特性D