高二物理競(jìng)賽課件電壓比較器弛張振蕩器及模擬開(kāi)關(guān)

電壓比較器、弛張振蕩器及模擬開(kāi)關(guān)電壓比較器、弛張振蕩器及模擬開(kāi)關(guān)

本章重點(diǎn)介紹電壓比較器、弛張振蕩器，簡(jiǎn)單介紹模擬開(kāi)關(guān)。電壓比較器弛張振蕩器單片集成專用電壓比較器模擬開(kāi)關(guān)

電壓比較器

電壓比較器廣泛用于“電壓比較”、“電平鑒定”、“波形整形”、“波形產(chǎn)生”、“脈沖調(diào)寬”、“判決電路”以及“模/數(shù)變換”等。一、電壓比較器的基本特性

電路特點(diǎn)：開(kāi)環(huán)或者引入正反饋，總體放大器工作于“非線性”狀態(tài)，“虛短路”和“虛地”概念不適用。

輸出：比較器輸出只有兩個(gè)狀態(tài)，“1”或是“0”。

功能：電壓比較器的功能是比較兩個(gè)輸入電壓的大小，據(jù)此決定輸出是高電平還是低電平。電壓比較器一般是開(kāi)環(huán)工作，其增益很大。電壓比較器的符號(hào)及傳輸特性電壓比較器的符號(hào)電壓比較器的傳輸特性電壓比較器的輸入輸出關(guān)系：

電壓比較器的輸出要么為高電平“1”，要么為低電平“0”，因此電壓比較器可作為模/數(shù)轉(zhuǎn)換器。1、高電平(UoH)和低電平(UoL)電壓比較器的性能指標(biāo)

專用比較器的輸出電平：2、鑒別靈敏度3.轉(zhuǎn)換速度：比較器的輸出狀態(tài)產(chǎn)生轉(zhuǎn)換所需的時(shí)間

（不靈敏區(qū)）

一般要求轉(zhuǎn)換時(shí)間盡可能短，以便實(shí)現(xiàn)高速比較。轉(zhuǎn)換速度與器件壓擺率SR有關(guān)，SR越大，輸出狀態(tài)轉(zhuǎn)換所需的時(shí)間就越短，比較器的轉(zhuǎn)換速度越高。二、電壓比較器的開(kāi)環(huán)應(yīng)用––簡(jiǎn)單比較器

這種電路可做為零電平檢測(cè)器。該電路也可用于“整形”，將不規(guī)則的輸入波形整形成規(guī)則的矩形波。1.過(guò)零比較器

若參考信號(hào)ur為三角波，而輸入信號(hào)ui為緩變信號(hào)，如經(jīng)傳感器變換的溫度、壓力等信號(hào)，則隨著ui的變化，輸出矩形波的脈寬也隨之變化，從而實(shí)現(xiàn)脈寬調(diào)制。2.脈寬調(diào)制器例3.1.1電路和輸入信號(hào)如圖，試分別畫出uo1和uo2的波形。解：隔直

存在問(wèn)題：三、遲滯比較器——正反饋比較器——雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器1、簡(jiǎn)單比較器應(yīng)用中存在的問(wèn)題

turt00干擾錯(cuò)誤跳變uouit0uo一是壓擺率的限制，導(dǎo)致高頻脈沖的邊緣不夠陡峭二是抗干擾能力差

2、遲滯比較器電路及傳輸特性1)反相輸入的遲滯比較器在簡(jiǎn)單比較器中引入正反饋，構(gòu)成所謂“遲滯比較器”。+-R1R2RuiufuoA電源供電電壓UCC和-UEE

當(dāng)ui由負(fù)逐漸向正變化，且ui=Uf=Ur1時(shí)，輸出由高電平轉(zhuǎn)換為低電平。稱uo從高到低所對(duì)應(yīng)的ui轉(zhuǎn)換電平為上門限電平UTH

由于參考電位的變化，若輸入一直為正，則輸出不再發(fā)生變化，只有當(dāng)輸入比參考電位更負(fù)，輸出才發(fā)生跳變，由低電平變?yōu)楦唠娖健４藭r(shí)對(duì)應(yīng)的參考電位為下門限電平UTL。此后ui繼續(xù)增大，uo一直維持在低電平。此時(shí)參考電壓為：綜上所述，遲滯比較器的傳輸特性如圖+回差電壓：2)同相輸入的遲滯比較器同相輸入遲滯比較器電路如圖R2+-R1uiuoA

當(dāng)ui極性變正且同相端電壓U+=U-=0時(shí)，輸出狀態(tài)才可能由負(fù)UOL向正UOH發(fā)生跳變。即：同理：同相輸入遲滯比較器傳輸特性解：ui1.6V-1.6Vt01