集成運放組成的電壓比較器

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1、1.?功能及應(yīng)用：主要用來判斷輸入信號電位之間的相對大小，它至少有兩個輸入端及一個輸出端，通常用一個輸入端接被比較信號Ui，另一個則接基準(zhǔn)電壓VR?定門限電壓(或稱閥值)的UT。輸出通常僅且僅有二種可能即高、低二電平的矩形波，應(yīng)用于模－數(shù)轉(zhuǎn)換，波形產(chǎn)生及變換，及越限警等。2.?運放的工作狀態(tài)：開環(huán)和正反饋應(yīng)用：運放在線性運用時，由于開環(huán)增益一般在105以上，所以其對應(yīng)的輸入的線性范圍很小，Ui數(shù)量級，為了拓寬其線性范圍就必須引入負反饋，降低其開環(huán)增益。而比較器則希望其輸入的線性范圍越小越好(即比較靈敏度越高)采用開環(huán)或使開環(huán)增益更高的正反饋應(yīng)用。在這兒有

2、必要重復(fù)展現(xiàn)運放開環(huán)電壓傳輸特性。見圖8.2.1，請注意橫、縱坐標(biāo)標(biāo)度的不同?(1)?從途中可化稱(2)?若Ui發(fā)出變化，使Uo從負波飽和值突變到正飽和值，只在經(jīng)過極窄的線性區(qū)????時，才遵循在線性工作時才特有的“虛短”，其它時刻“虛短”不復(fù)存在。(3)?若橫坐標(biāo)采用與縱坐標(biāo)相同的標(biāo)尺，則線性部分特性與縱軸合攏。(4)?若用正反饋使Aod↑，則可縮短狀態(tài)的轉(zhuǎn)換時間。3.?分類：(1)?單限比較器(2)?遲滯比較器(Schmitt)(3)?雙限比較器(窗口比較器)二.?單限比較器1.?Ui與UR分別接運放兩輸入端的開環(huán)串接比較器，見圖8.2.2模擬與電源

3、技術(shù)社區(qū)http://analog.eefocus.com/模擬與電源技術(shù)社區(qū)論壇http://analog.eefocus.com/bbs/?ΔUi>UR?Uo=+UomΔUi

4、http://analog.eefocus.com/bbs/當(dāng)Uoc>0時，即?Uo=+Uom當(dāng)Uoc<0時，即?Uo=-Uom可見Δ若把運放的同相端與反相端互換，則與圖8.2.2(b)類同三.?遲滯比較器(正反饋比較器)其特點抗干擾能力較強。在單限比較器種，如果Ui受到干擾，在閥值附近回出現(xiàn)Ui+ΔUi(干擾信號多出現(xiàn)在閥值電壓上，下波動，以致出現(xiàn)條紋誤翻轉(zhuǎn)，而遲滯比較器利用其傳輸特性的回差電壓，輸入的干擾信號不能使?fàn)顟B(tài)誤翻轉(zhuǎn)。1.?兩種遲滯比較器的傳輸特性?見圖8.2.4動畫演示?遲滯比較器在單調(diào)區(qū)間內(nèi)只能變化一次；對于反相：Ui從小變到大時，Uo一

5、直為高電平，只有當(dāng)Ui到達上門限電壓時，Uo翻轉(zhuǎn)為低電平，之后隨著Ui不斷增大，Uo始終為低；在Ui減小時，必須減到下門限電壓時，Uo才會翻轉(zhuǎn)為高電平對于同相：Ui從小變到大時，Uo一直為低電平，只有當(dāng)Ui到達上門限電壓時，Uo翻轉(zhuǎn)為高電平，之后隨著Ui不斷增大，Uo始終為高；在Ui減小時，必須減到下門限電壓時，Uo才會翻轉(zhuǎn)為低電平?　?Δ同相型：Ui接運放同相端反相型：Ui接運放反相端模擬與電源技術(shù)社區(qū)http://analog.eefocus.com/模擬與電源技術(shù)社區(qū)論壇http://analog.eefocus.com/bbs/Δ均由二根傳輸特性

6、(1)，(2)合成，同相型.?當(dāng)Ui從低值↑≥UTH，Uo從UOL↑UOH；當(dāng)Ui從高值↓≤UTL時，Uo從UOH↓UOL。???反相型則類同。Δ?UTH，UTL為二個閥值，ΔUT(回差)＝UTH－UTLΔ?

7、UOH

8、=

9、UOL

10、或

11、UOH

12、≠

13、UOL

14、根據(jù)輸出是否有箝位電路而定。2.?二種基型遲滯比較器(1)?反相型遲滯比較器?見圖8.2.5?Ui=U－，Uo被箝位在±UZ，避免運放計入過飽和。假設(shè)Ui在足夠低時，Ui

15、o從-UZ↑+UZΔ門限寬度ΔUT=UTH-UTL=模擬與電源技術(shù)社區(qū)http://analog.eefocus.com/模擬與電源技術(shù)社區(qū)論壇http://analog.eefocus.com/bbs/Δ當(dāng)UR=0時，ΔUi無論從足夠低或足夠高單調(diào)增加或單調(diào)減少，Uo僅翻轉(zhuǎn)一次，即過了閥值后就維持在一種穩(wěn)態(tài)。因為當(dāng)過閥值電壓后，Uo從低變?yōu)楦呋驈母咦優(yōu)榈土?，正反饋到Ur（Uth）端，使該閥值電壓變高或變低了。只要門限寬度ΔUT=UTH-UTL幅度大于UI?在閥值電壓波動的幅度，Uo就不會翻轉(zhuǎn)了，所以比單限比較器抗干擾能力強多了。(2)?同相遲滯比較器?

16、見圖?8.2.6?注××××××：Ui?和Ur的位置應(yīng)該互換一下UTL=U－設(shè)U