幾種電壓比較器的說明和比較

1、集成運(yùn)放組成的電壓比較器 1.功能及應(yīng)用：主要用來判斷輸入信號(hào)電位之間的相對(duì)大小.它至少有兩個(gè)輸入端及一個(gè)輸出端.通常用一個(gè)輸入端接被比較信號(hào)Ui.另一個(gè)則接基準(zhǔn)電壓VR定門限電壓(或稱閥值)的UT。輸出通常僅且僅有二種可能即高、低二電平的矩形波.應(yīng)用于模數(shù)轉(zhuǎn)換.波形產(chǎn)生及變換.及越限警等。2.運(yùn)放的工作狀態(tài)：開環(huán)和正反饋應(yīng)用：運(yùn)放在線性運(yùn)用時(shí).由于開環(huán)增益一般在105以上.所以其對(duì)應(yīng)的輸入的線性范圍很小.Ui數(shù)量級(jí).為了拓寬其線性范圍就必須引入負(fù)反饋.降低其開環(huán)增益。而比較器則希望其輸入的線性范圍越小越好(即比較靈敏度越高)采用開環(huán)或使開環(huán)增益更高的正反饋應(yīng)用。在這兒有必要重復(fù)展現(xiàn)運(yùn)放開環(huán)電

2、壓傳輸特性。見圖8.2.1.請(qǐng)注意橫、縱坐標(biāo)標(biāo)度的不同(1)從途中可化稱(2)若Ui發(fā)出變化.使Uo從負(fù)波飽和值突變到正飽和值.只在經(jīng)過極窄的線性區(qū)時(shí).才遵循在線性工作時(shí)才特有的“虛短”.其它時(shí)刻“虛短”不復(fù)存在。(3)若橫坐標(biāo)采用與縱坐標(biāo)相同的標(biāo)尺.則線性部分特性與縱軸合攏。(4)若用正反饋使Aod.則可縮短狀態(tài)的轉(zhuǎn)換時(shí)間。3.分類：(1)單限比較器(2)遲滯比較器(Schmitt)(3)雙限比較器(窗口比較器)二.單限比較器1.Ui與UR分別接運(yùn)放兩輸入端的開環(huán)串接比較器.見圖8.2.2UiURUo=+UomUi0時(shí).即Uo=+Uom當(dāng)Uoc0時(shí).即Uo=-Uom可見若把運(yùn)放的同相端與反相

3、端互換.則與圖8.2.2(b)類同三.遲滯比較器(正反饋比較器)其特點(diǎn) 抗干擾能力較強(qiáng)。在單限比較器種.如果Ui受到干擾.在閥值附近回出現(xiàn)Ui+Ui(干擾信號(hào)多出現(xiàn)在閥值電壓上.下波動(dòng).以致出現(xiàn)條紋誤翻轉(zhuǎn).而遲滯比較器利用其傳輸特性的回差電壓.輸入的干擾信號(hào)不能使?fàn)顟B(tài)誤翻轉(zhuǎn)。1.兩種遲滯比較器的傳輸特性見圖8.2.4動(dòng)畫演示遲滯比較器在單調(diào)區(qū)間內(nèi)只能變化一次；對(duì)于反相：Ui從小變到大時(shí).Uo一直為高電平.只有當(dāng)Ui到達(dá)上門限電壓時(shí).Uo翻轉(zhuǎn)為低電平.之后隨著Ui不斷增大.Uo始終為低；在Ui減小時(shí).必須減到下門限電壓時(shí).Uo才會(huì)翻轉(zhuǎn)為高電平對(duì)于同相：Ui從小變到大時(shí).Uo一直為低電平.只有當(dāng)U

4、i到達(dá)上門限電壓時(shí).Uo翻轉(zhuǎn)為高電平.之后隨著Ui不斷增大.Uo始終為高；在Ui減小時(shí).必須減到下門限電壓時(shí).Uo才會(huì)翻轉(zhuǎn)為低電平同相型：Ui接運(yùn)放同相端反相型：Ui接運(yùn)放反相端均由二根傳輸特性(1).(2)合成.同相型.當(dāng)Ui從低值UTH.Uo從UOLUOH；當(dāng)Ui從高值UTL時(shí).Uo從UOHUOL。 反相型則類同。UTH.UTL為二個(gè)閥值.UT(回差)UTHUTL|UOH|=|UOL|或|UOH|UOL|根據(jù)輸出是否有箝位電路而定。2.二種基型遲滯比較器(1)反相型遲滯比較器見圖8.2.5Ui=U.Uo被箝位在UZ.避免運(yùn)放計(jì)入過飽和。假設(shè)Ui在足夠低時(shí).UiU+.Uo=Uoff=+UZ(

5、始終穩(wěn)定)此時(shí)當(dāng)Ui從低值若UiU+時(shí).Uo從+UZ-UZ此時(shí)當(dāng)Ui從高值至Ui.Uo從-UZ+UZ門限寬度UT=UTH-UTL=當(dāng)UR=0時(shí).Ui無論從足夠低或足夠高單調(diào)增加或單調(diào)減少.Uo僅翻轉(zhuǎn)一次.即過了閥值后就維持在一種穩(wěn)態(tài)。因?yàn)楫?dāng)過閥值電壓后.Uo從低變?yōu)楦呋驈母咦優(yōu)榈土?正反饋到Ur（Uth）端.使該閥值電壓變高或變低了。只要門限寬度UT=UTH-UTL幅度大于UI 在閥值電壓波動(dòng)的幅度.Uo就不會(huì)翻轉(zhuǎn)了.所以比單限比較器抗干擾能力強(qiáng)多了。(2)同相遲滯比較器見圖8.2.6注：Ui 和Ur 的位置應(yīng)該互換一下UTL=U設(shè)Ui足夠低.使U+ U=UR.Uo=UoL=-UZ(初始穩(wěn)態(tài))

6、若要使Uo從-UZ上升到+UZ.必須使Ui.以致使U+U=UR才行.而此時(shí)對(duì)應(yīng)UR的Ui=UTH當(dāng)Ui從低值.使即此時(shí)Uo從-UZ+UZ當(dāng)Ui從高值.使時(shí)所對(duì)應(yīng)的Ui=UTL即此時(shí)Uo從+UZ-UZ同上面反相型類同.Ui單調(diào)升或單調(diào)降.Uo只改變一次狀態(tài).過了閥值后只維持在一種穩(wěn)態(tài)上。我的理解：首先求出閥值電壓；閥值電壓是在放大器處在線性區(qū)域時(shí)求得的.不過在正反饋中.線性區(qū)域很窄。在該區(qū)域.才可以用到虛斷和虛短的概念。（在正反饋狀態(tài)下.只有在輸出電壓發(fā)生跳變瞬間.集成運(yùn)放兩個(gè)輸入端之間的電壓才可近似等于0.才能用到虛斷和虛短的）Vp=Vn=UrVr=R1*Ui/(R1+R2)+ R2*Uo/(

7、R1+R2) （1）而門限電壓是對(duì)于輸入電壓來說的.當(dāng)輸入電壓大于或小于這個(gè)Uth時(shí).輸出就會(huì)有跳變。所以 當(dāng)Ui= Uth時(shí).這時(shí)的輸入電壓就是門限電壓：而由（1）式可求出.Uth=Ui=Ur(R1+R2)/R1 R2Uo/R1.(Uo=+-Uz)四.雙限比較器(窗口比較器)其特點(diǎn)是Ui單調(diào)升或單調(diào)降.Uo均有兩次突變.與單限比較器和遲滯比較器有區(qū)別.因此它可以判別Ui是否在兩個(gè)電平之間。它實(shí)際上由二個(gè)單限開環(huán)比較器組成.D1.D2作用為隔斷.Uo1.Uo2連接通路.避免Uo1.Uo2極性相反時(shí).互為對(duì)方提供低阻通路而造成運(yùn)放損壞。UiURL(URH(URL)URLUiURH采用上面窗口比較

8、器可以區(qū)分三極管是否在需要范圍內(nèi).比如記為合格范圍為50100.其它100均要取出.則可用發(fā)光二極管亮表示一種越限極警.不亮記為可通過即合格。改接一下上述輸入輸出回路即方便可得分析上面的等效三極管電路.e端接15v.b端通過下拉電阻接地.從而b端電壓為（15-0.7）v.c端同樣接下拉電阻接地.只要c端的Ui電壓比b端電壓低.就能保證集電結(jié)的反偏要區(qū)分=50.100找出時(shí)應(yīng)得URL及URH對(duì)應(yīng)圖8.2.7(b)傳輸特性可畫出與Uo的關(guān)系即歡迎您的光臨，Word文檔下載后可修改編輯.雙擊可刪除頁(yè)眉頁(yè)腳.謝謝！希望您提出您寶貴的意見，你的意見是我進(jìn)步的動(dòng)力。贈(zèng)語(yǔ)； 1、如果我們做與不做都會(huì)有人笑，如果做不好與做得好還會(huì)有人笑，那么我們索性就做得更好，來給人笑吧！ 2、現(xiàn)在你不玩命的學(xué)，以后命玩你。