几种电压比较器的说明和比较.doc

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Ui,另一个则接基准电压VR 定门限电压(或称阀值)的UT。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。2、 运放的工作状态:开环与正反馈应用:运放在线性运用时,由于开环增益一般在105以上,所以其对应的输入的线性范围很小,Ui数量级,为了拓宽其线性范围就必须引入负反馈,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Ui发出变化,使Uo从负波饱与值突变到正饱与值,只在经过极窄的线性区    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。(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、 Ui与UR分别接运放两输入端的开环串接比较器,见图8、2、2 ΔUi>UR Uo=+UomΔUi<UR Uo=-UomΔUi=UR Uo发生翻转(或称突变)UT=UR 谶纬门限电压或阀值,若UR=0称为过零比较器Δ当Ui与UR互换位置,此时Uo以Ui=UR为对称轴与交换量对称。2、 Ui与UR并联在运放同一输入端时的开环并接比较器 见图8、2、3 Δ在同相端可作Therenin等效 当Uoc>0时,即 Uo=+Uom当Uoc<0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Ui受到干扰,在阀值附近回出现Ui+ΔUi(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:Ui接运放同相端反相型:Ui接运放反相端Δ均由二根传输特性(1),(2)合成,同相型、 当Ui从低值↑≥UTH,Uo从UOL↑UOH;当Ui从高值↓≤UTL时,Uo从UOH↓UOL。   反相型则类同。Δ UTH,UTL为二个阀值,ΔUT(回差)=UTH-UTLΔ |UOH|=|UOL|或|UOH|≠|UOL|根据输出就是否有箝位电路而定。2、 二种基型迟滞比较器(1) 反相型迟滞比较器 见图8、2、5 Ui=U-,Uo被箝位在±UZ,避免运放计入过饱与。假设Ui在足够低时,Ui<U