第三章__电压比较器、弛张振荡器与模拟开关.pptVIP

3.1 电压比较器;图3.1.1 电压比较器的符号及传输特性; 1. 高电平(UoH)和低电平(UoL) 电压比较器可以用运放构成，也可用专用芯片构成。用运放构成的比较器，其高电平UoH可接近于正电源电压(UCC)，低电平UoL可接近于负电源电压(-UEE)。 专用比较器的输出电平一般与数字电路兼容，即 UoH＝3.4V左右， UoL＝－0.4V左右。 ; 3.转换速度 转换速度是比较器的另一个重要特性，即比较器的输出状态产生转换所需要的时间。通常要求转换时间尽可能短，以便实现高速比较。 比较器的转换速度与器件压摆率SR有关，SR越大，输出状态转换所需的时间就越短，比较器的转换速度越高。; 3.1.2 电压比较器的开环应用––简单比较器 1.过零比较器 令参考电平ur=0。 若Ui ＞0，uo =UoL 若Ui＜0，uo =UoH 这种电路可做为零电平检测器。该电路也可用于“整形”，将不规则的输入波形整形成规则的矩形波。 ; 图3.1.2过零比较器及脉宽调制器输出波形 (a)过零比较器整形波形；(b)脉宽调制器输出波形;排呀昔论砍虑蹭换目柿陨收薛利席忌硬递用部松螺庆邱贪旱置湿坦裸眯训第三章__电压比较器、弛张振荡器与模拟开关第三章__电压比较器、弛张振荡器与模拟开关;【例 3.1.1】电路及输入信号波形 分别如图3.1.3(a)、(b)所示，其中C为交流耦合电容，试分别画出 和 的波形图。 ; 3.1.3迟滞比较器––正反馈比较器––双稳态触发器 1.简单比较器应用中存在的问题 一是输出电压转换时间受比较器翻转速度（压摆率SR）的限制，导致高频脉冲的边缘不够陡峭(如图3.1.5(a)所示)； 二是抗干扰能力差，如图3.1.5(b)所示，若ui在参考电压ur(=0)附近有噪声或干扰，则输出波形将产生错误的跳变，直至ui远离ur值才稳定下来。如果对受干扰的uo波形去计数，计数值必然会多出许多，从而造成极大的误差。;图3.1.5 简单比较器输出波形边缘不陡峭及受干扰的情况 (a)输出波形边缘不陡峭 (b)受干扰情况; 2.迟滞比较器电路及传输特性 为了解决以上两个问题，可将比较器设置两个阈值，只要干扰信号不超过这两个阈值，比较器就不会跳变，从而提高比较器的抗干扰能力。利用这种思想设计出来的电压比较器称为迟滞比较器，或称施密特触发器。电路是在简单比较器基础上增加了正反馈电路实现的。正反馈也加快了翻转速度。  ;1)反向输入的迟滞比较器 R2将uo反馈到运放的同相端与R1一起构成正反馈，其正反馈系数F为;该电路传输特性分析：  因为信号加在运放反相端，所以ui为负时，uo必为正，且等于高电平UoH=UCC。此时，同相端电压(U+)为参考电平Ur1: ; ; 综上所述，迟滞比较器的传输特性曲线如图3.1.6(b)所示。由于它像磁性材料的磁滞回线，因此称之为迟滞比较器或滞回比较器。迟滞比较器的上、下门限之差称之为回差，用ΔU表示： ; 如图3.1.7所示。由于使电路输出状态跳变的输入电压不发生在同一电平上，当ui上叠加有干扰信号时，只要该干扰信号的幅度不大于回差ΔU，则该干扰的存在就不会导致比较器输出状态的错误跳变。 应该指出，回差ΔU的存在使比较器的鉴别灵敏度降低了。输入电压ui的峰峰值必须大于回差，否则，输出电平不可能转换。 ;图3.1.7迟滞比较器输出波形; 2)同相输入迟滞比较器 电路如图3.1.8(a)所示，信号与反馈都加到运放同相端，而反相端接地(U-=0)。只有当同相端电压U+=U-=0时，输出状态才发生跳变。而同相端电压等于正反馈电压与ui在此端分压的叠加。据此，可得该电路的上门限电压和下门限电压分别为 ? ; 其传输特性如图3.1.8(b)所示。  迟滞比较器又名施密特触发器或双稳态电路，它有两个状态，且具有记忆功能。 ;【例 3.1.2】电路如图3.1.9(a)所示，输入电压ui的