模拟电子线路模电电压比较器.ppt

电压比较器
一、概述
二、单限比较器
三、滞回比较器
四、窗口比较器
五、集成电压比较器
一、概述
1. 电压比较器的功能:比较电压的大小。
广泛用于各种报警电路。
输入电压是连续的模拟信号;输出电压表示比较的结果,只有高电平和低电平两种情况。
使输出产生跃变的输入电压称为阈值电压。
2. 电压比较器的描述方法:电压传输特性 uO=f(uI)
电压传输特性的三个要素:
(1)输出高电平UOH和输出低电平UOL
(2)阈值电压UT
(3)输入电压过阈值电压时输出电压跃变的方向
3. 几种常用的电压比较器
(1)单限比较器:只有一个阈值电压
(3)窗口比较器:
有两个阈值电压,输入电压单调变化时输出电压跃变两次。
(2)滞回比较器:具有滞回特性
输入电压的变化方向不同,阈值电压也不同,但输入电压单调变化使输出电压只跃变一次。回差电压
4、集成运放的非线性工作区
电路特征:集成运放处于开环或仅引入正反馈
集成运放工作在非线性区的特点
1) 净输入电流为0
2) uP> uN时, uO=+UOM
uP< uN时, uO=-UOM
二、单限比较器 1. 过零比较器
(1)UT=0
(2)UOH=+ UOM, UOL=- UOM
(3)uI > 0 时 uO =-UOM; uI < 0 时 uO =+ UOM
集成运放的净输入电压等于输入电压,为保护集成运放的输入端,需加输入端限幅电路。
集成运放的净输入电压最大值为±UD
输出限幅电路 为适应负载对电压幅值的要求,输出端加限幅电路。
UOH=+ UZ1+ UD2
UOL=-( UZ2 + UD1)
UOH= - UOL= UZ
UOH= UZ
UOL=- UD
不可缺少!
输出限幅电路
uO=± UZ
(1)保护输入端
(2)加速集成运放状态的转换
电压比较器的分析方法:
(1)写出 uP、uN的表达式,令uP= uN,求解出的 uI即为UT;
(2)根据输出端限幅电路决定输出的高、低电平;
(3)根据输入电压作用于同相输入端还是反相输入端决定输出电压的跃变方向。
2. 一般单限比较器
(1)若要UT< 0,则应如何修改电路?
(2)若要改变曲线跃变方向,则应如
何修改电路?
(3)若要改变UOL、UOH呢?
作用于反相输入端
单限比较器优点:
电路结构简单,可不计有限KCMR的影响。
单限比较器缺点:
电路抗干扰能力差。
例如:过零比较器,当门限电平附近出现干扰信号时,输出会出现误操作。
t
vO
0
vI
t
0
迟滞比较器(施密特触发器)
-
+
A
vo
vI
+
-
R3
D1
D2
R
VREF
R1
R2
特点
正反馈电路。
具有双门限。
令
得门限电平:
反相输入迟滞比较器
迟滞宽度:
vI
vo
VOH
0
比较特性
VOL
VIL
VIH