同相滯回比較器[共71頁(yè)]

《同相滯回比較器[共71頁(yè)]》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《同相滯回比較器[共71頁(yè)]（71頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、17.4.1 簡(jiǎn)單電壓比較器簡(jiǎn)單電壓比較器 7.4.2 遲滯比較器遲滯比較器 7.4 集成運(yùn)放的集成運(yùn)放的非非線性應(yīng)用線性應(yīng)用7.4.3 窗口比較器窗口比較器概述概述2uiuo+UOM-UOM Ao越大，運(yùn)放的線性范圍越小，越大，運(yùn)放的線性范圍越小，輸入大于輸入大于 , ,則輸出則輸出u uo o要么要么為為+U+UOMOM，要么為，要么為-U-UOMOM。maxoOMuU線性放大區(qū)線性放大區(qū)*復(fù)習(xí)復(fù)習(xí)uiuo_+Aou-u+3概述概述 運(yùn)放的非線性應(yīng)用運(yùn)放的非線性應(yīng)用 1. 電路中的運(yùn)放處于非線性狀態(tài)。電路中的運(yùn)放處于非線性狀態(tài)。+Auoui比如：運(yùn)放開(kāi)環(huán)應(yīng)用比如：運(yùn)放開(kāi)環(huán)應(yīng)用uoui運(yùn)放開(kāi)

2、環(huán)、有正反饋時(shí)，處于非線性狀態(tài)運(yùn)放開(kāi)環(huán)、有正反饋時(shí)，處于非線性狀態(tài)4ui0時(shí)時(shí)：iFouRRu11ui UR時(shí)時(shí) , uo = +Uom當(dāng)當(dāng)ui UR時(shí)時(shí) , uo = -Uom 一、非零電平比較器一、非零電平比較器 若若ui 從從同同相端輸入相端輸入（同相電壓比較器）（同相電壓比較器）17+uouiURuoui0+Uom-UomUR當(dāng)當(dāng)ui UR時(shí)時(shí) , uo = -Uom 若若ui從反相端輸入從反相端輸入電壓電壓比較器比較器（反反相電壓比較器）相電壓比較器）18uoui0+UOM-UOM+uoui : 當(dāng)當(dāng)UR =0時(shí)時(shí)+uouiuoui0+UOM-UOM電壓電壓比較器比較器二、零電平比較

3、器二、零電平比較器19+uouituituo+Uom-Uom 利用電壓比較器利用電壓比較器將正弦波變?yōu)榉讲?。將正弦波變?yōu)榉讲āｋ妷弘妷罕容^器比較器例題：例題：UR=0uoui0+UOM-UOM20+uiuoui0+UZ-UZuo UZuoui0+UOM-UOM+uoui忽略了正忽略了正向壓降向壓降UF電壓電壓比較器比較器用穩(wěn)壓管穩(wěn)定輸出電壓用穩(wěn)壓管穩(wěn)定輸出電壓21 為了限制集成運(yùn)放為了限制集成運(yùn)放的差模輸入電壓，保護(hù)的差模輸入電壓，保護(hù)其輸入級(jí)，可加二極管其輸入級(jí)，可加二極管限幅電路限幅電路 。作用：作用：a）使）使Uo0時(shí)的輸出更接近時(shí)的輸出更接近0；b）DZ有存儲(chǔ)有存儲(chǔ)效應(yīng)，效應(yīng)，D的跳變

4、速度快，使輸出接近矩形波。的跳變速度快，使輸出接近矩形波。D227.4.2 遲滯比較器（遲滯比較器（滯回比較器、滯環(huán)比較器、 施密特觸發(fā)器） 單限比較器的優(yōu)點(diǎn)是電路結(jié)單限比較器的優(yōu)點(diǎn)是電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，靈敏度高。但是，主要構(gòu)簡(jiǎn)單，靈敏度高。但是，主要缺點(diǎn)是抗干擾能力差。缺點(diǎn)是抗干擾能力差。如果輸入如果輸入電壓因受干擾或噪聲的影響，單電壓因受干擾或噪聲的影響，單限比較器的輸出端電壓將會(huì)在高、限比較器的輸出端電壓將會(huì)在高、低兩種電平之間頻繁地反復(fù)跳變，低兩種電平之間頻繁地反復(fù)跳變，使電路不能穩(wěn)定工作。使電路不能穩(wěn)定工作。波形示意波形示意圖如右所示：圖如右所示：?jiǎn)蜗薇容^器的優(yōu)缺點(diǎn)：?jiǎn)蜗薇容^器的優(yōu)缺點(diǎn)：t

5、uI0uO0t門限電平門限電平+(UZ+ UD)-(UZ+ UD)231.遲滯比較器遲滯比較器(下行下行)特點(diǎn)特點(diǎn):電路中使用正反饋電路中使用正反饋和和uo相連，而相連，而uo有兩個(gè)有兩個(gè)值，所以對(duì)應(yīng)的值，所以對(duì)應(yīng)的U+就有就有兩個(gè)值。故閾值電壓就兩個(gè)值。故閾值電壓就有兩個(gè)值。有兩個(gè)值。1、因?yàn)橛姓答?，所以輸出飽、因?yàn)橛姓答仯暂敵鲲柡?。和?、當(dāng)、當(dāng)uo正飽和時(shí)正飽和時(shí)(uo =+UOM) ：Hom211+UURRRU+ + + + 3、當(dāng)、當(dāng)uo負(fù)飽和時(shí)負(fù)飽和時(shí)(uo =-UOM) ：Lom211+UURRRU+ + + + +uoRR2R1uiU+（反相滯回比較器（反相滯回比較器

6、）24+uoRR2R1uiU+uoui0+Uom-UomU+HU+L設(shè)設(shè)ui , 當(dāng)當(dāng)ui = U+H , uo從從+UOM -UOM遲滯遲滯比較器比較器Hom211+UURRRU+ + + + LU+ +25uoui0+Uom-UomU+HU+LU+H上門限電壓上門限電壓U+L下門限電壓下門限電壓U+H - U+L稱為回差稱為回差om211URRR+ + HU+ +om211URRR+ + LU+ +遲滯遲滯比較器比較器傳輸特性傳輸特性26tuiU+HU+LtuoUom-Uom+uoRR2R1uiU+遲滯遲滯比較器比較器例例:設(shè)輸入為正弦波設(shè)輸入為正弦波, 畫出輸出的波形。畫出輸出的波形。u

7、oui0+Uom-UomU+HU+L假設(shè)開(kāi)始時(shí)UO為UOM想想:假設(shè)開(kāi)始時(shí)UO為 UOM?27R212om211HURRRURRRU+ + + + + +R212om211LURRRURRRU+ + + + + +uoRR2R1uiUR上下限上下限（用疊加定理）（用疊加定理）uoui0U+HU+L傳輸特性傳輸特性+UOM-UOM遲滯遲滯比較器比較器加上參考電壓后的遲滯比較器加上參考電壓后的遲滯比較器(下行下行) ：U+=U-時(shí)所對(duì)應(yīng)時(shí)所對(duì)應(yīng)的的ui值就是閾值值就是閾值是否閾值？是否閾值？28 R1=10k ，R2=20k ，UOM=12V， UR=9V當(dāng)當(dāng)輸入輸入ui為如圖所示的波形時(shí)，畫為如

8、圖所示的波形時(shí)，畫 出輸出出輸出uo的波形。的波形。+uoRR2R1uiURuoui0U+HU+L傳輸特性傳輸特性上下限：上下限：R212om211HURRRURRRU+ + + + + +=10VR212om211LURRRURRRU+ + + + + +=2V遲滯遲滯比較器比較器例題：例題：2V10V292V10Vuiuo+UOM-UOMuoui0U+HU+L傳輸特性傳輸特性+UOM-UOM+uoRR2R1uiUR遲滯遲滯比較器比較器2V10Vtt30 滯回比較器可以組成滯回比較器可以組成矩形波、鋸齒波等非正弦矩形波、鋸齒波等非正弦信號(hào)發(fā)生電路，也可以實(shí)信號(hào)發(fā)生電路，也可以實(shí)現(xiàn)波形變換?，F(xiàn)

9、波形變換。與單限比較與單限比較器相比，滯回比較器的主器相比，滯回比較器的主要優(yōu)點(diǎn)是抗干擾能力強(qiáng)。要優(yōu)點(diǎn)是抗干擾能力強(qiáng)。波形示意圖如右所示：波形示意圖如右所示：tuI0uO0t正向門限電平正向門限電平+UZ-UZUT-UT+負(fù)向門限電平負(fù)向門限電平滯回比較器的主要優(yōu)點(diǎn)滯回比較器的主要優(yōu)點(diǎn)31tuI0uO0t正向門限電平正向門限電平+UZ-UZUT-UT+負(fù)向門限電平負(fù)向門限電平干擾太大，滯回干擾太大，滯回功能會(huì)失效功能會(huì)失效32+uoRR2R1uiURuoui0U+HU+L+uoRR2R1uiU+uoui0+Uom-UomU+HU+L遲滯遲滯比較器比較器遲滯比較器遲滯比較器(下行下行)兩種電路兩

10、種電路傳輸特性傳輸特性的比較的比較:330URRRuRRRom211i212 + + + +uoRR2R1ui0URRRRRRom211212 + + + +ui當(dāng)當(dāng)uo= -UOM當(dāng)當(dāng)uo= +UOMom21HURRU + +ui=om21LURRU + +ui=遲滯遲滯比較器比較器2.遲滯比較器遲滯比較器(上行上行)（同相滯回比較器）（同相滯回比較器） 令令令令uoU+-U-0+UOM-UOM以前學(xué)習(xí)以前學(xué)習(xí)的過(guò)零同的過(guò)零同相比較器相比較器34U+HU+Luoui0Uom-Uom傳輸特性曲線傳輸特性曲線+uoRR2R1uiom21HURRU + +om21LURRU + +上下門限電壓上下

11、門限電壓遲滯遲滯比較器比較器35+uoRR2R1uiURom21HURRU + +om21LURRU + +上下門限電壓上下門限電壓URURRRuRRRom211i212 + + + +當(dāng)當(dāng)uo= +UOM當(dāng)當(dāng)uo= -UOMURRRRRRom211212 + + + +uiURUR R2RR21+ + +UR R2RR21+ + +加上參考電壓后的遲滯比較器加上參考電壓后的遲滯比較器(上行上行) ：36+uoRR2R1uiUR+uoRR2R1ui對(duì)照對(duì)照U+HU+Luoui0Uom-UomU+HU+Luoui0Uom-Uom加上參考電壓后的遲滯比較器加上參考電壓后的遲滯比較器(上行上行)傳輸

12、特性傳輸特性：37 輸出電壓高電平UOH和低電平UOL的數(shù)值；閾值電壓的數(shù)值UH（U+H、U+L）；當(dāng)ui 變化且經(jīng)過(guò)UH時(shí)，uO躍變。躍變的方向決定于同相比較器還是反相比較器。 為了正確畫出電壓傳輸特性，為了正確畫出電壓傳輸特性，必須求出以下三個(gè)要素：必須求出以下三個(gè)要素：注意：注意：38 電壓比較器是一種常見(jiàn)的模擬信號(hào)處理電壓比較器是一種常見(jiàn)的模擬信號(hào)處理電路，它將一個(gè)模擬輸入電壓與一個(gè)參電路，它將一個(gè)模擬輸入電壓與一個(gè)參考電壓進(jìn)行比較，并將比較的結(jié)果輸出?？茧妷哼M(jìn)行比較，并將比較的結(jié)果輸出。比較器的輸出只有兩種可能的狀態(tài)：高比較器的輸出只有兩種可能的狀態(tài)：高電平或低電平，為數(shù)字量電平或低

13、電平，為數(shù)字量 ；而輸入信號(hào)；而輸入信號(hào)是連續(xù)變化的模擬量，因此比較器可作是連續(xù)變化的模擬量，因此比較器可作為模擬電路和數(shù)字電路的為模擬電路和數(shù)字電路的“接口接口”。 39 在如圖所示電路中，R1=R2=5k，基準(zhǔn)電壓UREF=2V，穩(wěn)壓管的穩(wěn)定電壓UZ=5V，輸入電壓為如圖所示的三角波，試畫出輸出電壓。例例1電壓傳輸特性的趨勢(shì).UT的具體值有待下面求得.無(wú)正反饋,單閾值40解：令uN=uP=0，則求出閾值電壓所以畫出輸出波形如圖所示：41142 在左圖（a）所示電路中，已知R1=50k，R2=100k，穩(wěn)壓管的穩(wěn)定電壓UZ=9V，輸入電壓uI的波形如右圖（a）所示，試畫出輸出電壓uo的波形。

14、 例例2有正反饋,雙閾值43解：輸出高電平和低電平分別為UZ=9V，閾值電壓畫出電壓傳輸特性如圖（c）所示。根據(jù)電壓傳輸特性便可畫出uo的波形，如圖（b）所示。從波形可以看出，uI的變化在UT之間時(shí)，uo不變，表現(xiàn)出一定的抗干擾能力。兩個(gè)閾值電壓的差值愈大，電路的抗干擾能力愈強(qiáng)，但靈敏度變差；因此應(yīng)根據(jù)具體需要確定差值的大小。三要素法：三要素法：44 設(shè)計(jì)一個(gè)電壓比較器，使其電壓傳輸特性如圖（a）所示，要求所用電阻值在20100k之間。討論題討論題3解：根據(jù)電壓傳輸特性可知，輸入電壓作用于同相輸入端，而且uo=UZ=6V，UT1=UT2=3V，電路沒(méi)有外加基準(zhǔn)電壓，故電路如圖（b）所示。求解閾

15、值電壓的表達(dá)式：45所以，若取R1為25k，則R2應(yīng)取為50k；若取R1為50k，則R2應(yīng)取為100k。故本題有無(wú)問(wèn)題？問(wèn)題在哪里？請(qǐng)改正之！本題有無(wú)問(wèn)題？問(wèn)題在哪里？請(qǐng)改正之！46實(shí)驗(yàn)中的加熱裝置可用一個(gè)100/2W的電阻RT模擬，將此電阻靠近Rt即可。 差動(dòng)放大電路滯回比較器三極管放大 電路如圖所示，它是由負(fù)溫度系數(shù)電阻特性的熱敏電阻（電路如圖所示，它是由負(fù)溫度系數(shù)電阻特性的熱敏電阻（NTC元件）元件）Rt為一臂組成測(cè)溫電橋，其輸出經(jīng)測(cè)量放大器放大后由滯回比較器輸出為一臂組成測(cè)溫電橋，其輸出經(jīng)測(cè)量放大器放大后由滯回比較器輸出“加熱加熱”與與“停止停止”信號(hào)，經(jīng)三極管放大后控制加熱器信號(hào)，經(jīng)

16、三極管放大后控制加熱器“加熱加熱”與與“停停止止”.改變滯回比較器的比較電壓改變滯回比較器的比較電壓UR即改變控溫的范圍，而控溫的精度則即改變控溫的范圍，而控溫的精度則由滯回比較器的滯回寬度確定由滯回比較器的滯回寬度確定實(shí)例實(shí)例1請(qǐng)同學(xué)們自薦或推薦一兩名同學(xué)做此實(shí)驗(yàn)47 由上述分析可見(jiàn)差動(dòng)放器輸出電壓由上述分析可見(jiàn)差動(dòng)放器輸出電壓u01經(jīng)分壓后給經(jīng)分壓后給A2組成的滯回比較器，與反組成的滯回比較器，與反相輸入端的參考電壓相輸入端的參考電壓UR相比較。當(dāng)同相輸入端的電壓信號(hào)大于反相輸入端的電壓相比較。當(dāng)同相輸入端的電壓信號(hào)大于反相輸入端的電壓時(shí)，時(shí)，A2輸出正飽和電壓，三極管輸出正飽和電壓，三極

17、管T飽和導(dǎo)通。通過(guò)發(fā)光二極管飽和導(dǎo)通。通過(guò)發(fā)光二極管LED的發(fā)光情況，可的發(fā)光情況，可見(jiàn)負(fù)載的工作狀態(tài)為加熱。反之，當(dāng)同相輸入信號(hào)小于反相輸入端電壓時(shí)，見(jiàn)負(fù)載的工作狀態(tài)為加熱。反之，當(dāng)同相輸入信號(hào)小于反相輸入端電壓時(shí)，A2輸輸出負(fù)飽和電壓，三極管出負(fù)飽和電壓，三極管T截止，截止，LED熄滅，負(fù)載的工作狀態(tài)為停止。調(diào)節(jié)熄滅，負(fù)載的工作狀態(tài)為停止。調(diào)節(jié)RW4可改可改變參考電平，也同時(shí)調(diào)節(jié)了上下門限電平，從而達(dá)到設(shè)定溫度的目的。變參考電平，也同時(shí)調(diào)節(jié)了上下門限電平，從而達(dá)到設(shè)定溫度的目的。 電橋電橋的主要功能是把微小的電壓變化或其他原因引起的電橋穩(wěn)定性變化表現(xiàn)的主要功能是把微小的電壓變化或其他原因引

18、起的電橋穩(wěn)定性變化表現(xiàn)出來(lái)，這個(gè)電壓偏差可以是幾個(gè)微伏到幾千幾萬(wàn)微伏，如果沒(méi)有電橋的穩(wěn)定性功出來(lái)，這個(gè)電壓偏差可以是幾個(gè)微伏到幾千幾萬(wàn)微伏，如果沒(méi)有電橋的穩(wěn)定性功能是很難解決這些出現(xiàn)在個(gè)別元器件上的偏差的能是很難解決這些出現(xiàn)在個(gè)別元器件上的偏差的 。加熱加熱停止加熱停止加熱調(diào)整管調(diào)整管取樣取樣電路電路脈寬調(diào)制脈寬調(diào)制(PWM)電路電路開(kāi)關(guān)調(diào)整管控制開(kāi)關(guān)調(diào)整管控制濾波濾波頻率固定頻率固定的三角波的三角波誤差放大誤差放大續(xù)流續(xù)流iLUIuBT比較放大器比較放大器比較器比較器uE A CIoR1uFLUOuAUREFuFCR2RLD基準(zhǔn)電壓基準(zhǔn)電壓三角波三角波發(fā)生器發(fā)生器uT開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源的基本工作原

19、理開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源的基本工作原理一、一、 串聯(lián)型開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電路串聯(lián)型開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電路組成框圖組成框圖誤差放大器放大的是比較出來(lái)的結(jié)果.就是采樣和基準(zhǔn)的誤差，所以比較放大器是放大比較出來(lái)的誤差。實(shí)例實(shí)例21. 取樣環(huán)節(jié)：取樣環(huán)節(jié)： R1 、R2 分壓提取分壓提取取樣電壓取樣電壓uF（反饋電壓）（反饋電壓）2. 基準(zhǔn)電壓環(huán)節(jié)：基準(zhǔn)電壓環(huán)節(jié)：提供穩(wěn)壓的基準(zhǔn)電壓提供穩(wěn)壓的基準(zhǔn)電壓UREF3. 放大環(huán)節(jié)：放大環(huán)節(jié)：比較放大器比較放大器A1，放大差值（，放大差值（ UREF uF）4. 調(diào)整環(huán)節(jié)：調(diào)整環(huán)節(jié)：調(diào)整管調(diào)整管T由開(kāi)關(guān)信號(hào)由開(kāi)關(guān)信號(hào)uB控制通斷，穩(wěn)定輸出電壓控制通斷，穩(wěn)定輸出電壓UO詳解T-+5. LC濾波

20、器及續(xù)流二極管濾波器及續(xù)流二極管D：濾波和續(xù)流得到濾波和續(xù)流得到平穩(wěn)的平穩(wěn)的直流電壓。直流電壓。6. 脈寬調(diào)制比較器脈寬調(diào)制比較器C ：反相端接反相端接uT （三角波發(fā)生器的輸出），三角波發(fā)生器的輸出），同相端接同相端接uA （比較放大器輸出），輸出開(kāi)關(guān)信號(hào)比較放大器輸出），輸出開(kāi)關(guān)信號(hào)uB驅(qū)動(dòng)調(diào)整管。驅(qū)動(dòng)調(diào)整管。三角波發(fā)生器與比較器組成的電路稱為脈寬調(diào)制電路三角波發(fā)生器與比較器組成的電路稱為脈寬調(diào)制電路(PWM)T-+當(dāng)當(dāng)uB為高電平為高電平T飽和、飽和、D截止，截止，uE=UI ,經(jīng)經(jīng)LC濾波到負(fù)載濾波到負(fù)載RL同時(shí)同時(shí)iL時(shí)時(shí) L和和C儲(chǔ)存能量?jī)?chǔ)存能量當(dāng)當(dāng)uB為低電平為低電平T截止、截止

21、、D導(dǎo)通，導(dǎo)通， uEUD0，D續(xù)流續(xù)流 LC泄放能量給泄放能量給RL供電，供電， 輸出較平穩(wěn)的輸出較平穩(wěn)的直流電壓直流電壓開(kāi)關(guān)電源的工作原理開(kāi)關(guān)電源的工作原理T-+工作波形工作波形TtDon 占空比占空比OOOOUOtttOttuTuAuBuEiLuoIOtofftonUI脈寬調(diào)制式脈寬調(diào)制式 ( (PWM) )DuAIDUtTUUonIOT-+穩(wěn)壓原理穩(wěn)壓原理T-+qVTtVtVVTtVTtvTtvTVTttIonIonCESIoffDE0EO)(1+)(1d1d1=11+ 忽略電感的直流電阻，輸出電壓VO即為vE的平均分量: Vo的推算過(guò)程的推算過(guò)程實(shí)例實(shí)例3 比較器比較器在在D類放大器

22、的應(yīng)用類放大器的應(yīng)用PMOSNMOS從PWM波形中提取出放大后的音頻信號(hào)，需將D類放大器的輸出送入一個(gè)低通濾波器 送入低通送入低通濾波器前濾波器前的信號(hào)的信號(hào) 57 : 求下圖所示電壓比較器的閾值，并畫出傳輸特性。求下圖所示電壓比較器的閾值，并畫出傳輸特性。 +-+UoR410K30K2KR2+6VUI2V10KR1R3+-+UoR410K30K2KR2+6VUI2V10KR1R3 課堂練習(xí)課堂練習(xí)-+UiUoR1=10KUR=9VR2VDR3Rf= 20K-+UiUoR1=10KUR=9VR2VDR3Rf= 20K設(shè)設(shè)UOH=12V， UOL= -12V， VD為理想二極管。為理想二極管。1

23、2輸入信號(hào)的頻譜圖輸入信號(hào)的頻譜圖濾波濾波前前輸出信號(hào)的頻譜圖輸出信號(hào)的頻譜圖濾波濾波后后輸出信號(hào)的頻譜圖輸出信號(hào)的頻譜圖592參考答案：參考答案：上下閾值分別為： UO= UOH 時(shí)，UD 導(dǎo)通， UR= （10/30）*12+ (20/30) * UTH1= 9V UTH1=(9-4) (2/3) =7.5V UO= UOL 時(shí)，UD 截止， UTH2 = 9V為同相滯回比較器，傳輸特性如下， 9-7.5Uo /V-12120Ui/V9-7.5Uo /V-12120Ui/V60 UTH1 = (30*2)/(10+30) + (10*6)/(10+30) = 3V UTH2 =(30*2)

24、/(10+30) + 10*(-6)/(10+30) = 0V 1參考答案參考答案: 上下閾值分別為上下閾值分別為為反相滯回比較器其傳輸特性如下：UI/V3Uo /V-660UI/V3Uo /V-66061了解了解 7.4.3 雙限比較器雙限比較器（窗口比較器）（窗口比較器）其中：其中：UAUBRUAA1D1RUBA2D2uIuORLRRuO0uIUBUA下門限下門限上門限上門限 單限比較器和滯回比較單限比較器和滯回比較器在輸入電壓器在輸入電壓?jiǎn)我环较蜃兓瘑我环较蜃兓瘯r(shí)，輸出電壓只躍變一次，時(shí)，輸出電壓只躍變一次，因而不能檢測(cè)輸入電壓是否因而不能檢測(cè)輸入電壓是否在兩個(gè)給定電壓在兩個(gè)給定電壓VA

25、、VB之間，之間，而窗口比較器具有這一功能。而窗口比較器具有這一功能。其電路及傳輸特性曲線如右其電路及傳輸特性曲線如右下圖所示：下圖所示：62 由圖可知：由圖可知：當(dāng)當(dāng)uIUB注意注意: 連接連接高高低低通通止止下臺(tái)階下臺(tái)階上臺(tái)階上臺(tái)階UOA2UOA163當(dāng)當(dāng)uIUA時(shí)：時(shí)：A1的輸出端為的輸出端為高高電平，電平， A2的輸出端為的輸出端為低低電平，電平，則二極管則二極管D1導(dǎo)導(dǎo)通通，D2截截止止，輸出電壓，輸出電壓uO也是也是高電平。高電平。 特性曲線如右圖所示：特性曲線如右圖所示：RUAA1D1RUBA2D2uIuORLRRuO0uIUBUA下門限下門限上門限上門限其中：其中：UAUB雙限

26、比較器雙限比較器工作原理工作原理低低高高止止通通64當(dāng)當(dāng)UB uI UB雙限比較器雙限比較器工作原理工作原理65雙限比較器及其傳輸特性動(dòng)畫66由兩個(gè)簡(jiǎn)單比較器組成的窗口比較器由兩個(gè)簡(jiǎn)單比較器組成的窗口比較器（a）電路圖）電路圖 （b）傳輸特性）傳輸特性注意注意:連接法連接法67R31kR1*R22kW21KW310K被 測(cè) 三 極 管LED132184IC1A567IC1B12VW1100KRbUref1Uref2Uc注：10vUref1Uref2窗口比較器應(yīng)用窗口比較器應(yīng)用 三極管三極管 值分選電路值分選電路 用雙電壓比較器用雙電壓比較器LM393設(shè)計(jì)一個(gè)設(shè)計(jì)一個(gè)值分選電路，要值分選電路，要

27、求當(dāng)被測(cè)三極管的求當(dāng)被測(cè)三極管的 250， LED不亮，表不亮，表示不合格；當(dāng)示不合格；當(dāng)150 250，LED 亮，表示合格。已知亮，表示合格。已知電源電壓電源電壓Vcc=12V，三極管集電極電阻，三極管集電極電阻R2=2K。uO0uIU2U1下門限下門限上門限上門限681、根據(jù)題意要求，設(shè)計(jì)與計(jì)算、根據(jù)題意要求，設(shè)計(jì)與計(jì)算Rb的阻值，調(diào)節(jié)的阻值，調(diào)節(jié)W1使使Rb回路總阻值等于設(shè)定值并連接好電路?；芈房傋柚档扔谠O(shè)定值并連接好電路。2、根據(jù)、根據(jù)Rb取值和被測(cè)晶體管取值和被測(cè)晶體管 值范圍計(jì)算出值范圍計(jì)算出Uc的的正常范圍，按照正常范圍，按照Uc的變化范圍在萬(wàn)用表幫助下的變化范圍在萬(wàn)用表幫助下

28、調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)W2、W3到設(shè)定的上限到設(shè)定的上限UREF1與下限電壓與下限電壓UREF2 。3、測(cè)量被測(cè)三極管的靜態(tài)直流電壓并記錄，判、測(cè)量被測(cè)三極管的靜態(tài)直流電壓并記錄，判斷三極管是否處于放大狀態(tài)，如不是放大狀態(tài)斷三極管是否處于放大狀態(tài)，如不是放大狀態(tài)則檢查電路是否連接有誤或則檢查電路是否連接有誤或Rb取值設(shè)計(jì)不當(dāng)，取值設(shè)計(jì)不當(dāng)，裝入一些已知直流裝入一些已知直流 值值的晶體三極管，驗(yàn)證電的晶體三極管，驗(yàn)證電路工作情況。路工作情況。69單限比較器：?jiǎn)蜗薇容^器：電路只有一個(gè)閾值電壓，輸入電壓電路只有一個(gè)閾值電壓，輸入電壓uI逐逐漸增大或減小過(guò)程中，當(dāng)通過(guò)漸增大或減小過(guò)程中，當(dāng)通過(guò)UT時(shí)，輸出電壓時(shí)，輸

29、出電壓uO產(chǎn)生產(chǎn)生躍變，從高電平躍變，從高電平UOH躍變?yōu)榈碗娖杰S變?yōu)榈碗娖経OL，或者從，或者從UOL躍躍變?yōu)樽優(yōu)閁OH。滯回比較器：滯回比較器：電路有兩個(gè)閾值電壓，輸入電壓電路有兩個(gè)閾值電壓，輸入電壓uI從小從小變大過(guò)程中使輸出電壓變大過(guò)程中使輸出電壓uO產(chǎn)生躍變的閾值電壓產(chǎn)生躍變的閾值電壓UT1，不，不等于從大變小過(guò)程中使輸出電壓等于從大變小過(guò)程中使輸出電壓uO產(chǎn)生躍變的閾值電產(chǎn)生躍變的閾值電壓壓UT2，電路具有滯回特性。，電路具有滯回特性。窗口比較器：窗口比較器：電路也有兩個(gè)閾值電壓，輸入電壓電路也有兩個(gè)閾值電壓，輸入電壓uI從從小變大或從大變小過(guò)程中使輸出電壓小變大或從大變小過(guò)程中使

30、輸出電壓uO產(chǎn)生兩次躍變。產(chǎn)生兩次躍變?？偪?結(jié)結(jié)70 比較器在最常用的簡(jiǎn)單集成電路中排名第二，僅次于排名第一的運(yùn)算放大器。在各類出版物中可以經(jīng)?？吹竭\(yùn)算放大器的理論，關(guān)于運(yùn)算放大器的設(shè)計(jì)和使用方法的圖書也非常多，可是我們卻很難找到關(guān)于比較器的理論研究，究其原因，比較器本身功能十分簡(jiǎn)單，只用于比較電壓。 在開(kāi)環(huán)或高增益配置中用運(yùn)算放大器代替比較器是十分常見(jiàn)的，雖然最好是使用專門優(yōu)化的比較器，但是用運(yùn)算放大器代替比較器也是可的。 運(yùn)算放大器是一種為在負(fù)反饋條件下工作設(shè)計(jì)的電子器件，設(shè)計(jì)重點(diǎn)是保證這種配置的穩(wěn)定性，壓擺率和最大帶寬等其它參數(shù)是放大器在功耗與架構(gòu)之間的折衷選擇；相反，比較器是為無(wú)負(fù)反

31、饋的開(kāi)環(huán)結(jié)構(gòu)內(nèi)工作設(shè)計(jì)的，這些器件通常不是通過(guò)內(nèi)部補(bǔ)償?shù)?，因此速度即傳播延遲以及壓擺率（上升和下降時(shí)間）在比較器上得到了最大化，總體增益通常也比較小。 用運(yùn)算放大器代替比較器不會(huì)使性能得到優(yōu)化，而且功耗速度比將會(huì)很低。如果反過(guò)來(lái)，用比較器代替運(yùn)算放大器，情況則會(huì)更壞。通常情況下比較器不能代替運(yùn)算放大器，在負(fù)反饋條件下，比較器很可能會(huì)出現(xiàn)工作不穩(wěn)定的情況。 總之，可以說(shuō)，比較器和運(yùn)算放大器是不能互換的，低性能設(shè)計(jì)除外 小資料小資料 小資料小資料71 電源電壓電源電壓:比較器與運(yùn)算放大器工作在同樣的電源電壓，傳統(tǒng)的比較器需要15V等雙電源供電或高達(dá)36V的單電源供電，這些產(chǎn)品在工業(yè)控制中仍有需求，許多廠商也仍在提供該類產(chǎn)品。 市場(chǎng)發(fā)展趨勢(shì)市場(chǎng)發(fā)展趨勢(shì):目前大多數(shù)應(yīng)用需要比較器工作在電池電壓所允許的單電源電壓范圍內(nèi)，而且，比較器必須具有低電流、小封裝，有些應(yīng)用中還要求比較器具有關(guān)斷功能。例如MAXIM （美信）（美信）公司：MAX919比較器可工作在1.8V至5.5V電壓范圍內(nèi)，全溫范圍內(nèi)的最大吸入電流僅為1.2A，采用SOT23封裝，類似的MAX965比較器工作電壓可低至1.6V，因而非常適用于電池供電的便攜式產(chǎn)品。