第8章波形的发生和信号的转换(3)8.2电压比较器

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1、模拟电子技术基础课件1、LC选频网络电路的谐振频率理想时2、变压器反馈式振荡电路内容回顾3.电感反馈式振荡电路uf4.电容反馈式振荡电路电压比较器：是对输入信号进行鉴幅与比较的电路，将输入电压和一个参考电压进行比较并将比较的结果对外输出的电路，是组成产生非正弦波电路的基本单元电路。8.2电压比较器例：模拟量数字量8.2.1概述一、电压比较器的电压传输特性：即：电压比较器uO与uI的关系曲线——uO=f(uI)用曲线来描述，称为电压传输特性。注意：在电压比较器中，uI可以是模拟信号，而uO只有两种可能的状态：UOH和UOL，用

2、以表示比较的结果。当uO从UOH跃变为UOL，或从UOL跃变为UOH时，对应的输入电压uI称为阈值电压，或转折电压，记作UT。描述电压传输特性的三要素:1.uO高、低电压UOH、UOL；2.阈值电压UT的值—当uO从UOH跃变为UOL，或从UOL跃变为UOH时，（即uO=0时）对应的uI；3.uI经过UT时uO的跃变方向。为了正确画出电压传输特性，必须求出电压比较器三个要素：（1）输出电压uO高电平UOH和低电平UOL的数值；（一般有限幅）（2）求出阈值电压的数值UT（即uO=0时对应的uI）（3）正确判断当uI变化且经过U

3、T时，uO的跃变方向，即是从UOH跃变为UOL，还是UOL跃变为UOH。二、集成运放的非线性工作区：1.工作条件：电路开环或引入正反馈。2.电路工作特点：1)A∞,即：uO只有UOH和UOL。+uI-+uI-2)iP=iN=0uO=AuI=A(uP–uN)只要uP≠uN+uI-+uI-uP>uN,uO=+UOMuP

4、）时对应的uI=UT;3)uI由小到大变化经UT时，uO=-UOM+UOM;反之。即uI经UT时，uO的跃变方向。三、电压比较器的种类：根据阈值电压UT及uO的情况分为：单限比较器：uI单一方向变化时，uO跃变一次,只有一个UT。2.滞回比较器3.窗口比较器：uI单一方向变化时，uO跃变两次。有两个UT1.单限比较器uI单一方向变化时，uO跃变一次。8.2.2单限比较器一、过零比较器—UT=0反相输入端输入信号，同相输入端接地。uI>0,uO=-UOM,uI<0,uO=+UOM.电压传输特性UT同相输入端输入信号，反相输入端

5、接地。电压传输特性uI<0,uO=-UOM,uI>0,uO=+UOM.阈值电压(转折电压)UT=0V。UTUT=0V例1电路如图所示，运放输出电压为±6V，输入信号如图，试画出它的输出电压波形。+6V-6V1、电压比较器输入级的保护电路为了保护电路的输入级，限制集成运放的差模输入电压为UD，可加二极管限幅电路。uI>0,uO=-UOM,uI<0,uO=+UOM.几种常见的比较器限幅保护电路2.电压比较器的输出限幅电路在实用电路中，为了满足负载的需要，常常在集成运放的输出端加稳压管限幅电路，以获得合适的UOL和UOH。uI>0

6、时，u'O=-UOM，DZ1工作在正向导通状态，DZ2工作在稳压状态，所以uO=UOL=-(UZ2+UD)；uI<0时，u'O=+UOM，DZ2工作在正向导通状态，DZ1工作在稳压状态，所以uO=UOH=+(UZ1+UD).如果要求UOH=-UOL,输出电压对称，可采用如图所示的电路。uI>0时，uO=UOL=-UZ；uI<0时，uO=UOH=+UZ。限幅电路的稳压管还可以跨接在集成运放的输出端与反相输入端。对于任何比较器的分析就是得到其电压传输特性：即uO、uI的关系。二、一般单限比较器:阈值电压UT=UREF。UREF如

7、图：UREF为外加参考电压，又为基准电压。●如图：UREF为外加参考电压，又为基准电压。根据比较器的电压传输特性要点，只要分析出三要素，就可以得到电压传输特性。（1）uO的高、低电平UOH和UOL；（2）求UT；（3）确定uI=UT时，uO的跃变方向。描述电压传输特性的三要素：1、uO的高、低电平如图电路很明显：up=0，根据电路：UOH=UZ;UOL=-UZ.2、求UT指uO由高到低、或由低到高变化时，对应的uI。对于运放而言，uO跃变时，对应的uD=0，即up=uN。根据电路画出比较器的电压传输特性如果UREF<0,UT

8、>0；反之，UT<0。•3、确定uI经过UT时，uO的跃变方向(uI在反相输入端）uI=UT时，uN=uP,uO=0当uI>UT时,uN>uP,uO=-UZ，当uIUT时,uN>uP,uO=-UZ，当uI