模电第七章电压比较器.ppt

模电课件第七章电压比较器
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模电课件
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模电课件
电压比较器
一、电压比较器基本概念
电压比较器是集成运放的另一类基本应用电路，作用是对两个输入电压进行比较，比较的结果及输出只有两种状态，既高电平和低电平
当ui<uREF
uo
ui
uREF
uo= uoH → “1 ”
当ui>uREF
uo= uoL → “0 ”
模拟与数字电路的接口电路
一位模数转换电路
电压比较器
第二页，共22页
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模电课件
1 理想运放工作在非线性区的特点
1) 开关特性
非线性区的理想运放内某些三极管饱和或截止，使运放工作在开关状态
uo
ui
uREF
u
u
输出电压的值只有两种可能：或等于正向饱和值；或等于负向饱和值。
时，发生状态的转换。
此时的输入电压称为“阀值电压”或“门限电压”，用UTH表示。
第三页，共22页
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模电课件
UOL
UOH
非线性区
非线性区
uO
u+- u-
0
一般运放输出端不接限幅的情况下，输出电压的高、低电平在数值上分别与运放的正负电源电压值接近
uo
ui
uREF
u
u
VCC
－VCC
理想特性
线性区
uo=Aoduid =Aod(u+-u-)
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模电课件
理想运放工作在非线性区时的特点
2)理想运放的输入电流等于零——“虚断”
理想运放rid=，
uo
ui
uREF
VCC
－VCC
i+
i-
3)理想运放工作在非线性区时不引入负反馈，一般工作在开环状态
只在判断临界状态时才适用“虚断”、“虚短”
UOL
UOH
非线性区
非线性区
uO
u+- u-
0
线性区
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模电课件
鉴别不灵敏区
4)鉴别灵敏度
uo
ui
uREF
VCC
－VCC
Aud=∞
由于实际的运放
Aud≠∞
ui在UREF附近的一个很小范围内存在一个鉴别不灵敏区，在该范围内输出状态即非UOH又非UOL ，故无法实现对输入电平大小进行判别。
一般Aud↑→△U↓→鉴别灵敏度↑
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模电课件
2电压比较器
1) 反向电压比较器
ui
UR
uo
u
u
基准参考电压
时，发生状态的转换。
此时的输入电压ui称为“阀值电压”或“门限电压”，用UTH表示。
UTH ＝UR
0
ui
uO
UoL
UoH
UR
输入电压
0
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模电课件
0
ui
uO
2)过零比较器（零电平检测器）
-
+
ui
uO
R
R'
根据虚断：
UOL
UOH
RO
阀值电压：
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模电课件
ui
t
uo
t
-
+
ui
uO
R
R'
RO
过零比较器的输入、输出波形
0
0
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模电课件
二、单限比较器
根据虚断：
-
+
ui
uO
R
R'
RO
UR
0
ui
uO
-UZ
+UZ
阀值电压：
UR
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