第25講-電壓比較器21課件

8.2.1概述1.電壓比較器功能：對uI鑒幅、比較廣泛用于報(bào)警、電平檢測、自控、A/D轉(zhuǎn)換等電路中。

uI——模擬信號；uI與參考電壓UR比較→uO

uO——高、低電平（±UOM）2.比較器的電壓傳輸特性及其三要素電壓傳輸特性的三個(gè)要素：①輸出高電平UOH和低電平UOL②閾值電壓UT③uI過UT時(shí)uO的躍變方向8.2電壓比較器電壓比較器uIURuOuO＝f(uI)uoui0+Uom-UomUT傳輸特性13.幾種常用的電壓比較器（1）單限比較器：只有一個(gè)閾值電壓（3）窗口比較器：

有兩個(gè)閾值電壓，輸入電壓單調(diào)變化時(shí)輸出電壓躍變兩次。

（2）滯回比較器：具有滯回特性

輸入電壓的變化方向不同，閾值電壓也不同，但輸入電壓單調(diào)變化使輸出電壓只躍變一次。回差電壓24.比較器中集成運(yùn)放——非線性工作區(qū)電路特征：集成運(yùn)放開環(huán)或僅引入正反饋集成運(yùn)放工作在非線性區(qū)的特點(diǎn)1)凈輸入電流為02)uP>uN時(shí)，

uO＝＋UOM

uP<uN時(shí)，

uO＝－UOM“虛短”不成立，但仍可認(rèn)為Ri→∞，Ro→038.2.2單限比較器

1.過零比較器①UT＝0②UOH＝＋UOM，UOL＝－UOMuI>0時(shí)uO＝－UOM

uI<0時(shí)uO＝＋UOM運(yùn)放uI同相輸入時(shí)，傳輸特性？（1）三要素③躍變方向uI單調(diào)增加過UT（=0）時(shí)uO由+UOM↓→UOMtuIuot+Uom-Uom應(yīng)用：正弦波→矩形波4

運(yùn)放工作在非線性區(qū)，uI′=uI；為保護(hù)運(yùn)放的輸入端，加限幅電路：集成運(yùn)放凈輸入最大值：uI′=±UD(2)輸入限幅保護(hù)uI′=±UD5（3）輸出限幅電路

為適應(yīng)負(fù)載對電壓幅值的要求，輸出端加限幅電路。UOH＝＋(UZ1＋UD2)(uI<0)

UOL＝－(UZ2＋UD1)(uI>0)|UOH|≠|(zhì)UOL|限流電阻，一般取100

uO=±(UZ+

UD)≈±UZDZ雙向穩(wěn)壓管uO′=±UOMuO=uO′=±UOMuO′UOH＝

－

UOL＝UZuO=?6(4)Dz反饋輸出限幅電路uO＝±UZ圖(c)②由于A未工作在非線性區(qū)，uI過零時(shí)不需從截止區(qū)逐漸→飽和區(qū)或從飽和逐漸→截止提高了uO變化速度。|UOM|>|UZ|→Dz導(dǎo)通→深負(fù)反饋——A線性區(qū)→uN虛地:

uI<0，uO′=+UOM①由于A工作在線性區(qū)，uI′≈0,iN≈0，保護(hù)了輸入端。uI>0，uO′=-UOM72.一般單限比較器作用于反相輸入端(b)UREF<0(a)UREF>0（1）

（2）（3）Uo跳變方向：圖(a)中，uI單調(diào)增加過UT時(shí)由UOH↓→UOLUT8①若要UT>0，則應(yīng)如何修改電路？②若要改變曲線躍變方向，則應(yīng)如何修改電路？（uP、uI互換）③若要改變UOL、UOH呢？（選擇Dz）電壓比較器的分析方法：（1）寫出uP、uN表達(dá)式，令uP＝uN→

uI，即為UT；（2）根據(jù)輸出端限幅電路決定輸出的高、低電平；

（3）根據(jù)輸入電壓作用于同相輸入端還是反相輸入端決定輸出電壓的躍變方向。9(a)UT>0(c)UT=0(b)UT<0108.2.3滯回比較器

（2）uN=uP→UT

△單限比較器簡單、靈敏，抗干擾能力差。R1、R2——正反饋→A非線性區(qū)Dz→uO=±Uz（1）11（3）工作原理及電壓傳輸特性

設(shè)uI<-UT，則uN<

uP，uO＝+UZ，此時(shí)uP＝+UT當(dāng)uI↑至+UT，再增大，

uO才從+UZ↓躍變?yōu)?UZ。

設(shè)uI>+UT，則uN>

uP，

uO＝-UZ，此時(shí)uP＝-UT，當(dāng)uI↓至-UT，再減小，

uO才從-UZ躍變?yōu)?UZ。121.能使電壓傳輸特性曲線左右移動討論一：如何改變滯回比較器的電壓傳輸特性回差電壓(滯回寬度)：①ΔUT與UREF無關(guān)；②改變UREF值→UT1、UT2同時(shí)改變，曲線左右移動。13當(dāng)uP>uN=0

時(shí),uo=+UZ當(dāng)uP<uN=0時(shí),uo=-UZ*2.沒加參考電壓的上行滯回比較器uP=uN=0

時(shí)翻轉(zhuǎn)，可以求出上下門限電壓:14－++uORR2R1uI上下門限電壓：uOuI0UOM-UOM傳輸特性曲線UT2UT1158.2.4窗口比較器(雙限比較器)(1)當(dāng)uI>URH時(shí)→uI>URL,uO1=+UOM,D1導(dǎo)通，uO=+UZ;uO2=-UOM，D2截止.(3)當(dāng)URL<uI<URH時(shí)，

uO1=uO2=－UOM，D1、D2均截止；uO=0。(2)當(dāng)uI<URL時(shí)→uI<URH,uO2=+UOM,D2導(dǎo)通，uO=+UZ;uO1=-UOM，D1截止.應(yīng)用：報(bào)警電路A1、A2——兩個(gè)單限比較器URH>URL16特點(diǎn)：1.無需限幅電路，根據(jù)電源電壓確定所需高、低電平；2.可直接驅(qū)動集成數(shù)字電路；3.響應(yīng)速度快；4.可具有選通端；5.電源電壓升高，工作電流增大，工作速度加快。8.2.5集成比較器某型號集成比較器的等效電路17*討論二

已知某型號集成電壓比較器內(nèi)部等效電路如圖（a）所示，試求解圖（b）～（e）各電路的電壓傳輸特性。18*討論三已知各電壓比較器的電壓傳輸