《模拟电子技术课件-江修波》8.2 电压比较器.pptVIP

§8.2 电压比较器 一、概述 1、电压比较器的电压传输特性 ③当uI变化且经过UT时，输出电压变化的方向。 ① 电压比较器的输入信号一般为模拟信号，输出信号只有两种状态： UOH或UOL ； ②阈值电压（转折电压） UT ，即输出电压发生突变时，所对应的输入电压； 2、运放的非线性工作状态 电压比较器的运放是工作在开环或正反馈状态。 电气学院学习部资料库 + - A uP uN uO + - A uP uN uO 反馈通路 up－uN uO UOM -UOM O 3、电压比较器的类型 电压比较器的类型有单限比较器、滞回比较器和窗口比较器。 uI uO UOM -UOM O uI uO UT1 UOH O UT2 UOL uI uO UT1 O UT2 电气学院学习部资料库 1、过零比较器(阈值UT =0V) 二、单限比较器 集成运放工作在开环状态。 + - A uI uO uI uO +UOM -UOM O + - A uI uO R D1 D2 限制集成运放的差模输入电压，保护输入级，加二极管限幅电路。 电气学院学习部资料库 + - A uI uO R DZ1 DZ2 稳压管的稳压值UZ1、UZ2应小于运放的最大输出电压UOM。 + - A uI uO R DZ ±UZ 若要求UZ1 = UZ2 ，则可以采用两只特性相同而又制作在一起的稳压管。 电气学院学习部资料库 2、一般单限比较器 + - A uI uO R UREF R2 R1 令uP = uN =0，则阈值电压为： 当uI UT时，uN uP，uO=＋UZ 当uI UT时，uN uP，uO=-UZ uI uO +UZ -UZ O UT 电压传输特性（ UREF 0） 电气学院学习部资料库 例题： 在图示电路（a）中，稳压管的稳定电压UZ =±6V，在图示电路（b）中， R1 = R2 =5kΩ，基准电压UREF =2V，稳压管的稳定电压UZ =±5V ；它们的输入电压均为图（c）所示的三角波。试画出电路（a）的输出电压uO1和电路（b）的输出电压uO2。 解：电路（a）为过零比较器 电气学院学习部资料库 电路（b）单限比较器: 当uI UT时，uN uP，uO=＋UZ＝＋5V 当uI UT时，uN uP，uO=-UZ ＝-5V + - A uI uO R UREF R2 R1 （b） 电气学院学习部资料库 （a）为过零比较器： uI / V 0 5 -5 t 6 -6 uO1/V 0 t uO2/V 0 t -2 5 -5 （b）单限比较器: 当uI UT时，uO＝＋5V 当uI UT时，uO＝-5V 电气学院学习部资料库 三、滞回比较器 单限比较器灵敏度高，但抗干扰能力差，输入电压在阈值附近的任何微小变化，都将引起输出电压的跃变。滞回比较器具有滞回特性，具有一定的抗干扰能力。 电路中引入了正反馈，目的是提高输入端的转换速度，改善电压传输特性。 + - A uI uO R uN R2 R1 uP uF DZ 电气学院学习部资料库 令uP=uN，则阈值电压 （1）uI －UT uN uP，uO=＋UZ，uP=＋UT 当uI增大时，只有当uI增大到+UT，再增大一个无穷小量时，输出电压uO从+ UZ跃变为- UZ 。 + - A uI uO R uN R2 R1 uP uF DZ （2）uI +UT uN uP，uO=-UZ，uP=-UT 当uI减小时，只有当uI减小到-UT，再减小一个无穷小量时，输出电压uo从-UZ跃变为+UZ 。 电气学院学习部资料库 （3） uO从-UZ跃变为+UZ 和uO从+ UZ跃变为- UZ 的阈值电压是不同。 （4）由于集成运放的差模开环增益不是无穷大，只要当它的差模输入电压足够大时，输出电压uO才为± UZ 。由-UZ变为+UZ 和由+ UZ变为- UZ 的过程中，随uI的变化，将经过线性区，并需要一定的时间。滞回比较器引入正反馈，加快uO的转换速度，从而获得较为理想的电压传输特性。 uI uO -UT +UZ O +UT -UZ 电气学院学习部资料库 + - A uI uO R R2 R1 UREF DZ ±UZ 令uP=uN=uI，则阈值电压: 当UREF 0V时，电压传输特性如图: uI uO UT1 O UT2 电气学院学习部资料库 例题 在图示电路（a）中，已知R1 = 50kΩ，R2 =100kΩ，稳压管的稳定电压± UZ =±9V ，输入电压uI的波形如图（b）所示，试画出uO的波形。 + - A uI uO R uN R2