信號轉(zhuǎn)換II 電壓比較電路

1、第二節(jié)第二節(jié) 電壓比較電路電壓比較電路模擬電壓比較電路模擬電壓比較電路是鑒別和比較兩個模擬輸入電壓大小的電路。是鑒別和比較兩個模擬輸入電壓大小的電路。比較器的輸出比較器的輸出( (數(shù)字量數(shù)字量) )反映兩個輸入量（模擬量）間的相對大小。反映兩個輸入量（模擬量）間的相對大小。 一、電平比較電路（單閾值比較器）一、電平比較電路（單閾值比較器） （a a）差動比較電路）差動比較電路1電壓比較器符號電壓比較器符號電壓比較器特性電壓比較器特性 優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：閾值可變，消閾值可變，消除共模誤差除共模誤差 缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：振鈴現(xiàn)象振鈴現(xiàn)象URRUR21（B B）求和型電平比較電路）求和型電平比較電路2 UR ui

2、 un M N P Q Uo （C C）電平比較電路的）電平比較電路的“振鈴振鈴”現(xiàn)象現(xiàn)象3（D D）電平比較器的應(yīng)用）電平比較器的應(yīng)用電平檢測器電平檢測器/ /閾值檢測器閾值檢測器建立穩(wěn)定閾值建立穩(wěn)定閾值的電壓基準(zhǔn)的電壓基準(zhǔn)縮小輸入的分壓器比較器比較器監(jiān)測電壓監(jiān)測電壓, ,在電壓上升在電壓上升( (或降至或降至) )某規(guī)定值（某規(guī)定值（設(shè)設(shè)定值定值）時發(fā)出信號。）時發(fā)出信號。檢測器輸出根據(jù)要求可檢測器輸出根據(jù)要求可發(fā)出某一特定的動作。發(fā)出某一特定的動作。常見例子有報警器，接常見例子有報警器，接通電機(jī)或加熱器，或向通電機(jī)或加熱器，或向微處理器發(fā)送一個中斷微處理器發(fā)送一個中斷信號。信號。REFT

3、VRRV1214VpVn例例1 1：如右圖所示，令：如右圖所示，令V VREFREF=2.0V, R=2.0V, R1 1=20k=20k和和R R2 2=30k=30k。假設(shè)采。假設(shè)采用的是用的是339339比較器，比較器，Vos=5mV( Vos=5mV( 最大值）和最大值）和I IB B=250nA(=250nA(最大值）。最大值）。估算出電路的最壞情估算出電路的最壞情況下的誤差。況下的誤差。電平檢測器電平檢測器5例例6（339是四個獨(dú)是四個獨(dú)立比較器，過立比較器，過壓可參照右圖）壓可參照右圖）溫度控制器（自動調(diào)溫器）溫度控制器（自動調(diào)溫器） 100/TTV高放大倍數(shù)功率管通斷控制通斷控

4、制7置。求各個電阻值。之間的任何位和可以使設(shè)定值位于的電位器，利用一個CCk00100505 8 100/TTV9二、滯回比較電路（施密特觸發(fā)器，正反饋）二、滯回比較電路（施密特觸發(fā)器，正反饋） 電平比較器的振鈴現(xiàn)象電平比較器的振鈴現(xiàn)象閾值受輸出控制，因為輸出兩個穩(wěn)態(tài)，所以兩個閾值閾值受輸出控制，因為輸出兩個穩(wěn)態(tài)，所以兩個閾值 a) b) ui Uo U1 O U2 -1 +1 # ui Uo UR R R2 R1 單方向單閾值單方向單閾值, ,正反饋加速比較正反饋加速比較,U2-U1,U2-U1最大的噪聲電壓最大的噪聲電壓10滯回比較器電路原理圖滯回比較器電路原理圖傳輸特性傳輸特性滯回比較電

5、路（施密特觸發(fā)器）原理：滯回比較電路（施密特觸發(fā)器）原理：11反相施密特觸發(fā)器反相施密特觸發(fā)器12同相施密特觸發(fā)器同相施密特觸發(fā)器13單電源反相施密特觸發(fā)器單電源反相施密特觸發(fā)器14單電源同相施密特觸發(fā)器單電源同相施密特觸發(fā)器15消除比較器抖動消除比較器抖動 當(dāng)處理緩慢變化的信號時當(dāng)處理緩慢變化的信號時, ,比較器可能會在輸入穿越閾值比較器可能會在輸入穿越閾值時時, ,產(chǎn)生多個輸出變化產(chǎn)生多個輸出變化, ,即抖動。這種抖動是由疊加在輸入信號即抖動。這種抖動是由疊加在輸入信號上的交流噪聲產(chǎn)生的，尤其是在工業(yè)環(huán)境中。上的交流噪聲產(chǎn)生的，尤其是在工業(yè)環(huán)境中。當(dāng)信號穿越閾值當(dāng)信號穿越閾值時，噪聲以全部

6、開環(huán)增益被放大時，噪聲以全部開環(huán)增益被放大，這樣就產(chǎn)生了輸出抖動。，這樣就產(chǎn)生了輸出抖動。 16利用滯回比較器可以消除抖動利用滯回比較器可以消除抖動即使是輸入信號比較純凈時，引入少量的磁滯（幾個毫伏）也是即使是輸入信號比較純凈時，引入少量的磁滯（幾個毫伏）也是很值得的。這樣能夠避免由雜散交流反饋引起的潛在振蕩，這些很值得的。這樣能夠避免由雜散交流反饋引起的潛在振蕩，這些雜散的交流反饋是由寄生電容以及供電電源總線和接地總線的分雜散的交流反饋是由寄生電容以及供電電源總線和接地總線的分布阻抗產(chǎn)生的。布阻抗產(chǎn)生的。 -1 +1 # & -1 +1 # ui VS E R1 RP R2 Uo1

7、Uo2 Uo UZ N2 N1 UR2 UR1 “1” “0” O U UR2 UR1 ui Uo 單方向多個閾值單方向多個閾值 三、窗口比較電路三、窗口比較電路下限比較器下限比較器N N2 2反相輸反相輸入端的基準(zhǔn)電壓為入端的基準(zhǔn)電壓為上限比較器上限比較器N N1 1通向輸入端的通向輸入端的基準(zhǔn)電壓為基準(zhǔn)電壓為17窗口探測器（線與）兩個輸出為高電平, 輸出才為高18窗口探測器22222VCC5V5%LEDVCC1.5V10,1LEDLEDBNVImA ImA根據(jù)技術(shù)要求，數(shù)字電路工作通常要求在范圍內(nèi)。如果要使如右圖的在位于這個范圍內(nèi)時發(fā)光，已知。求各個元件的值。（穩(wěn)壓管工作電流也是1mA）19 測控電路202021-11-19課外作業(yè)課外作業(yè)。重做上一問。時，有；當(dāng)有時，改為當(dāng)如果條件）（。時，有；當(dāng)時，有是它當(dāng)檢測器比較器，設(shè)計一個閾值穩(wěn)壓電源供電的利用由0Vv5Vv-15Vv 5Vv B 5VvV1v0Vv1Vv31115V (A) 10I0I0I0I發(fā)光。，電路能使源