8.2-电压比较器

概述8.2.1单限电压比较器8.2.2迟滞比较器8.2电压比较器*8.2.3窗口比较器*8.2.4集成电压比较器电压比较器概述作用：比较输入电压的大小，并根据比较结果输出高电平或低电平应用：信号的产生、处理、检测等波形变换、整形等方波、三角波、锯齿波等非正弦波监测报警作用：比较输入电压的大小，并根据比较结果输出高电平或低电平应用：信号的产生、处理、检测等类型：按照功能特点分单限电压比较器迟滞电压比较器窗口电压比较器按照结构分由集成运放构成集成电压比较器有通用型、高速型、低功耗型、低电压型和高精度型等。自学工作速度慢、带宽窄且输出与其它电路的兼容性差。电压比较器概述8.2.1单限电压比较器输出只有高电平和低电平两种值。输入信号从反相端加入，当输入从小增大过门限电压时，输出从高电平跃变为低电平，称之为反相输入单限比较器。1.过零电压比较器比较器的输出电平发生跳变所对应的输入电压值称为门限电压。输入信号从同相端加入，当输入从小增大过门限电压时，输出从低电平跃变为高电平，称之为同相输入单限比较器。1.过零电压比较器8.2.1单限电压比较器门限电压UT=UREF2.单限电压比较器例8.2.1解：图中，UREF=2V，试求UT，并画出电压传输特性。令uN=0，可得I211REF212NuRRRURRRu由图可得V4V21020REF12TURRU由于信号从反相端输入，故当uI4V时，uO=UOL=6V因此可作出电压传输特性如图所示当uI4V时，uO=UOH=6V8.2.2迟滞比较器1.传输特性具有迟滞特性的电压传输特性上门限电压UTH，下门限电压UTL，回差电压U=UTHUTL也称施密特触发器。抗干扰能力强当uIuP时，uO=UZ当uIuP时，uO=+UZ当uI经过uP时，uO电平跃变uP由图可见：212Z211REFPRRRURRRUU212Z1REFTHRRRURUU212Z1REFTLRRRURUU引入正反馈2.迟滞比较器电路与工作原理uP当uI从很小逐渐增大时，只要uIUTH，则uO=UOH=UZ当uI增大到经过UTH时，则uO负跃变为UOL=UZ继续增大uI时，则uO保持UOL不变。反之，当uI从很大逐渐减小时，只要uIUTL，则uO=UOL只有当uI减小到经过UTL时，uO才会正跃变为UOH继续减小uI时，则uO保持UOH不变。可见：uI上升时与上门限比uI下降时与下门限比2.迟滞比较器的工作原理续例8.2.2解：图中，UREF=3V，UZ=6V，R1=40k，R2=10k，R=8k，试画出电压传输特性和输出电压波形。由图可得V6.31040V6101040V340HTUV2.11040V6101040V340TLU由于是反相输入迟滞比较器，因此可画出电压传输特性和相应输出波形如图所示。解：图中，UREF=3V，UZ=6V，R1=40k，R2=10k，R=8k，试画出电压传输特性和输出电压波形。由图可得V6.31040V6101040V340HTUV2.11040V6101040V340TLU由于是反相输入迟滞比较器，因此可画出电压传输特性和相应输出波形如图所示。该例用作波形整形。回差电压越大，抗干扰能力越强。下面请看回差电压减小时的相应输出波形！例8.2.2例8.2.3解：同相输入迟滞比较器如图所示，UZ=6V，试求门限电压，画出电压传输特性。由图可得)(Z212I211PURRRuRRRu令uP=0，则得V2V63010Z12TLURRUV2Z12THURRU可画出电压传输特性如图所示。8.2.3窗口比较器作用：检测输入电压是否在两个给定的电压之间相同点：都有两个门限电压。不同点：当输入电压单一方向变化时，窗口比较器输出电压跳变两次，迟滞比较器输出电压只跳变一次；窗口比较器中的运放通常开环工作，而迟滞比较器中要引入正反馈。讨论:迟滞比较器和窗口比较器有何异同？1.电压比较器电路中，集成运放开环或引入正反馈，因此集成运放工作在非线性区，其输入端通常不“虚短”，但仍“虚断”。因此分析集成运放构成的比较器电路时，不能利用“虚短”来分析，而通常通过确定门限电压，画出电压传输特性来加以分析。小结2.画电压比较器传输特性需要三个要素：输出高、低电平，门限电压，输出电压跃变方向。（3）输出电压的跃变方向取决于输入电压是从运放的同相端还是反相端输入。若为前者，则输入电压大于门限电压时输出高电平，否则输出低电平；若为后者，则反之。（1）输出电平决定于集成运放输出电压的最大幅度或输出端限幅电路中稳压管的稳定电压、二极管的导通电压等。（2）列出运放同相输入端和反相输入端电位的表达式，令它们相等，求得的输入电压即为门限电压。8.2复习要点电压比较器传输特性的分析。对应输入波形画输出波形。重点：主要要求：理解典型电压比较器的电路组成、工作原理和性能特点作业：