8-2 电压比较器.ppt

8-2_电压比较器 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
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!
两只特性相同而又制作在一起的稳压管
输出限幅电路
uO=± UZ
1) 集成运放的净输入电压和净输入电流均近似为零,保护了输入级;
2) 集成运放没有工作到非线性区,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uO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
三、滞回比较器 1、阈值电压
三、滞回比较器 2、工作原理及电压传输特性
设uI<-UT,则 uN< uP, uO=+UZ。此时uP= +UT,增大 uI,直至+UT,再增大, uO才从+UZ跃变为- UZ。
设 uI>+UT,则 uN> uP, uO=-UZ。此时uP= -UT,减小 uI,直至-UT,再减小, uO才从-UZ跃变为+UZ。