几种电压比较器的说明和比较.pdfVIP

集成运放组成的电压比较器 1. 功能及应用：主要用来判断输入信号电位之间的相对大小，它至少有两个输入端及一个输出 端，通常用一个输入端接被比较信号U ，另一个则接基准电压V 定门限电压(或称阀值)的U 。 i R T 输出通常仅且仅有二种可能即高、低二电平的矩形波，应用于模－数转换，波形产生及变换，及 越限警等。 5 2. 运放的工作状态：开环和正反馈应用：运放在线性运用时，由于开环增益一般在10 以 上，所以其对应的输入的线性范围很小，U 数量级，为了拓宽其线性范围就必须引入负反馈， i 降低其开环增益。而比较器则希望其输入的线性范围越小越好(即比较灵敏度越高) 采用开环或使开环增益更高的正反馈应用。在这儿有必要重复展现运放开环电压传输特 性。见图8.2.1，请注意横、纵坐标标度的不同 (1) 从途中可化称 (2) 若U 发出变化，使Uo 从负波饱和值突变到正饱和值，只在经过极窄的线 i 性区 时，才遵循在线性工作时才特有的“虚短”，其它时刻“虚短”不复存 在。 (3) 若横坐标采用与纵坐标相同的标尺，则线性部分特性与纵轴合拢。 1 (4) 若用正反馈使Aod ↑，则可缩短状态的转换时间。 3. 分类： (1) 单限比较器 (2) 迟滞比较器(Schmitt) (3) 双限比较器(窗口比较器) 二. 单限比较器 1. U 与U 分别接运放两输入端的开环串接比较器，见图8.2.2 i R ΔU U Uo=+Uom i R ΔU U Uo=-Uom i R ΔU =U Uo 发生翻转(或称突变) i R U =U 谶纬门限电压或阀值，若UR=0 称为过零比较器 T R Δ当U 与U 互换位置，此时Uo 以U =U 为对称轴与交换量对称。 i R i R 2. U 与U 并联在运放同一输入端时的开环并接比较器 见图8.2.3 i R 2 Δ在同相端可作Therenin 等效 当Uoc0 时，即 Uo=+Uom 当Uoc0 时，即 Uo=-Uom 可见 Δ若把运放的同相端 与反相端互换，则与图8.2.2(b)类同 三. 迟滞比较器(正反馈比较器) 其特点 抗干扰能力较强。在单限比较器种，如果U 受到干扰，在阀值附近回出 i 现U + ΔU (干扰信号多出现在阀值电压上，下波动，以致出现条纹误翻转，而迟 i i 滞比较器利用其传输特性的回差电压，输入的干扰信号不能使状态误翻转。 1. 两种迟滞比较器的传输特性 见图8.2.4 3 动画演示 迟滞比较器在单调区间内只能变化一次； 对于反相：Ui 从小变到大时，Uo 一直为高电平，只有当Ui 到达上门限电压 时，Uo 翻转为低电平，之后随着Ui 不断增大，Uo 始终为低；在Ui 减小时，必 须减到下门限电压时，Uo 才会翻转为高电平 对于同相：Ui 从小变到大时，Uo 一直为低电平，只有当Ui 到达上门限电压时， Uo 翻转为高电平，之后随着Ui 不断增大，Uo 始终为高；在Ui 减小时，必须减 到下门限电压时，Uo 才会翻转为低电平 Δ同相型：U 接运放同相端 i 反相型：U 接运放反相端 i Δ均由二根传输特性(1)，(2)合成，同相型. 当U 从低值↑≥