比较器的基本原理及应用学习教案

1、会计学1比较器的基本原理及应用比较器的基本原理及应用第一页，编辑于星期日：十六点 三十七分。 比较器的功能是比较两个电压的大小。 常用的幅度比较电路有电压幅度比较器、窗口比较器和具有滞回特性的施密特触发器。这些比较器的阈值是固定的，有的只有一个阈值，有的具有两个阈值。比较器的基本特点为： 工作在开环或正反馈状态。开关特性，因开环增益很大，比较器的输出只有高电平和低电平两个稳定状态。非线性，因大幅度工作，输出和输入不成线性关系。第1页/共19页第二页，编辑于星期日：十六点 三十七分。1 简单电压比较器简单电压比较器uoui0+Uom-UomUR传输特性传输特性UR：参考电压：参考电压 ui ：被

2、比较信号：被比较信号 +uouiUR特点：运放处于开环状态。特点：运放处于开环状态。当当ui UR时时 , uo = +Uom当当ui UR时时 , uo = -Uom 一、若一、若ui从同相端输入从同相端输入第2页/共19页第三页，编辑于星期日：十六点 三十七分。+uouiURuoui0+Uom-UomUR当当ui UR时时 , uo = -Uom 二、二、 若若ui从反相端输入从反相端输入第3页/共19页第四页，编辑于星期日：十六点 三十七分。 uoui0+UOM-UOM+uoui三、过零比较器三、过零比较器: (UR =0时时)+uouiuoui0+UOM-UOM第4页/共19页第五页，

3、编辑于星期日：十六点 三十七分。+uouitui例：例：利用电压比较器将正利用电压比较器将正弦波变为方波。弦波变为方波。uot+Uom-Uom第5页/共19页第六页，编辑于星期日：十六点 三十七分。分析分析1. 因为有正反馈，所以输因为有正反馈，所以输出饱和。出饱和。2. 当当uo正饱和时正饱和时(uo =+UOM) ：U+HomUURRRU2113. 当当uo负饱和时负饱和时(uo =UOM) ：LomUURRRU211+uoRR2R1ui参考电压由参考电压由输出电压决定输出电压决定2 施密特触发器迟滞比较器施密特触发器迟滞比较器特点：特点：电路中使用正反馈，电路中使用正反馈， 运放处于非线

4、性状态。运放处于非线性状态。1. 没加参考电压的下行没加参考电压的下行迟滞比较器迟滞比较器第6页/共19页第七页，编辑于星期日：十六点 三十七分。omHURRRU211omLURRRU211分别称分别称UH和和UL上下门限电压上下门限电压。称。称(UH - UL)为为回差或门限宽度回差或门限宽度。当当ui 增加到增加到UH时，输出时，输出由由Uom跳变到跳变到-Uom；+uoRR2R1ui当当ui 减小到减小到UL时，输出由时，输出由-Uom跳变到跳变到Uom 。传输特性：传输特性：UHULuoui0Uom-Uom第7页/共19页第八页，编辑于星期日：十六点 三十七分。tuiUom-Uomtu

5、iUHUL例：例：下行迟滞比较器的下行迟滞比较器的输入为正弦波时输入为正弦波时，画出输出的波，画出输出的波形。形。+uoRR2R1ui第8页/共19页第九页，编辑于星期日：十六点 三十七分。RomHURRRURRRU212211RomLURRRURRRU2122112. 加上参考电压后的下行迟滞比较器加上参考电压后的下行迟滞比较器加上参考电压后的上下限：加上参考电压后的上下限：+uoRR2R1uiURuoui0Uom-UomUHUL第9页/共19页第十页，编辑于星期日：十六点 三十七分。例：例：R1=10k ，R2=20k ，UOM=12V， UR=9V当当输入输入 ui 为如图所示的波形时，

6、画出输出为如图所示的波形时，画出输出uo的的波形。波形。+uoRR2R1uiUR5V10Vuit0第10页/共19页第十一页，编辑于星期日：十六点 三十七分。门限电压：门限电压：V2212211RomLURRRURRRU+UOM-UOM根据传输特性画输出波形图。根据传输特性画输出波形图。uiuott10V5V002VV10212211RomHURRRURRRU第11页/共19页第十二页，编辑于星期日：十六点 三十七分。+uoRR2R1ui+uoRR2R1ui3 3、上行迟滞比较器、上行迟滞比较器没加参考电压的没加参考电压的上行迟滞比较器上行迟滞比较器 加上参考电压后的加上参考电压后的上行迟滞比

7、较器上行迟滞比较器第12页/共19页第十三页，编辑于星期日：十六点 三十七分。 窗口比较器的电路如图，电路由两个幅度比较器和一些二极管与电阻构成。设R1 =R2，则有：DLHDCC212DCCL2=)2(21)2(=VVVVVRRRVVV 第13页/共19页第十四页，编辑于星期日：十六点 三十七分。 当vIVH时，vO1为高电平，D3导通；vO2为低电平, D4截止，vO= vO1。 当vI VL时，vO2为高电平，D4导通；vO1为低电平，D3截止，vO= vO2 当VH vI VL时，vO1为低电平，vO2为低电平，D3、D4截止，vO为 为低电平。 第14页/共19页第十五页，编辑于星期

8、日：十六点 三十七分。一、电路结构一、电路结构omHURRRU211omLURRRU211上下门上下门限电压：限电压：下行的迟滞比较器，下行的迟滞比较器，输出经积分电路再输输出经积分电路再输入到此比较器的反相入到此比较器的反相输入端。输入端。+RR1R2C+ucuo4 方波发生器方波发生器第15页/共19页第十六页，编辑于星期日：十六点 三十七分。二、工作原理二、工作原理1. 设设 uo = + UOM此时，输出给此时，输出给C 充电充电则：则：u+=UH0tuoUOM-UOMU+Huc0tuo 立即由立即由UOM 变成变成UOM +RR1R2C+ucuoUc上升上升到到UH时，时，uo下下翻。翻。第16页/共19页第十七页，编辑于星期日：十六点 三十七分。此时，此时，C 经输出端放电。经输出端放电。2. 当当uo = -UOM 时，时，u+=ULuc降到降到UL时，时，uo上翻。上翻。UHuctUL当当uo 重新回到重新回到UOM 以后，电路又进入另一个以后，电路又进