三态比较电路

1、摘要：电压比较器的输出端由低电平转换到高电平，或从高电平转换到低电平时，需要一 定的时间（决定电压比较器的瞬态响应），其次由于电压比较器的增益是有限的，并且存在 失调电压，因此它的输入端将出现不确定电压，该不确定电压将直接影响电压比较器的灵 敏度（对输入电压判别的灵敏度）。对于高性能的电压比较器来说，应具有高的开环增益A、低的失调电压和高的压摆率。 显然，一般的运算放大器如果工作在开环状态，也可以作为电压比较器之用。但在运放电 路设计时，着重考虑其输出与输入之间的线性传输特性以及频率补偿的稳定性。因此，运 放的响应时间和延迟时间往往不是很大，开环增益也不是很高。若需要高速或高灵敏度的 电压比较

2、器，采用运放来代替电压比较器，在要求比较高的设计中通常是不合适的，而需 要根据具体的要求设计电压比较器。在设计电压比较器时，其直流特性的设计原则基本上 与运放电路一致，而频率特性的设计与运放电路不同，通常电压比较器在开环条件下工作， 因此在电路内部不需要考虑放大器闭环稳定工作的频率补偿。一般的电压比较器采用四级结构，前两级和差分运算放大器基本相同，只是把运放中的补 偿电容去掉，后两级使用CMOS反向器，这里的CMOS反向器的作用需要作一下说明:前一 个反向器（电压比较器的第三级）并不是工作在高低电平状态，而是工作在传输特性曲线中 的转折区（接近阐值电压）。被当做放大器使用，对差分信号起放大作用

3、;后一个反向器（电 压比较器的第四级）在反向的同时，使电压达到满幅输出。二极管、集成运算放大器、电阻目 录概述 TOC o 1-5 h z HYPERLINK l bookmark20 o Current Document 2、总体方案设计-1- HYPERLINK l bookmark24 o Current Document 2.1 、课题分析-1- HYPERLINK l bookmark28 o Current Document 2.2、设计方案-1- HYPERLINK l bookmark32 o Current Document 2.3、电路工作原理-2- HYPERLINK l

4、 bookmark36 o Current Document 2.4、实验目的-2- HYPERLINK l bookmark40 o Current Document 2.5、部分数值的计算-2-3、结论-2-4、性价比-3- HYPERLINK l bookmark56 o Current Document 5、课设体会及合理化建议-3-附录一一总电路图-5-附录二 元器件清单-6-1、概述随着科学技术的发展，电路技术日益显示出其重要作用。工农业生产、科学研究、 商贸金融、社会管理乃至人们的日常生活等都离不开电路技术。机械、材料、信息、微电 子、生物、能源、测控、仪器仪表、航天、海洋等几乎

5、所有的学科和技术领域都与电路技 术密切相关，因此，掌握一定的实用电路知识，不仅是电专业人员的需要，而且几乎是所 有专业人员和使用者的需要。比较电路可实现对两个模拟信号进行比较，并用电压大小比较其结果，表示结果的电压通 常为离散值，多数情况用高电平和低电平表示，最后利用得出输出的电压值之间的关系， 验证其传输特性。2、总体方案设计2.1、课题分析它主要由3部分组成：电阻、二极管、运算放大器。2.2、设计方案从实验的主要内容与要求中可以画出电路图。电路图如下：图1总电路图2.3、电路工作原理在输入电压Ui0的情况下，当Ui=Ur时，输入端流入电桥B点的电流i=0, 二极管电 桥保持平衡，二极管为正

6、向偏置，二极管电桥提供深度负反馈，使集成运放的输出电压U。 二0。当输入信号Ui。Ur时，使输入B点的电流i增加，开始时输出电压只等于二极管电 流变化所引起的电压变化，但是当Ui再增大时，流入B点的电流很大，集成运算A输入 端电位偏离零点位而升高，使集成运放A输入端达到负饱和状态-Uom。二极管电桥平衡被 破坏，反馈二极管因反偏而截止。反之，当UiUr时，二极管电桥的平衡也被破坏，A输 出达到正饱和状态+Uom。可求出此电路的上下门限电压Ult和Uht。2.4、实验目的验证其传输特性+Uom UHT皿-Uom _ 2.5、部分数值的计算+Uom=10.79-Uom=-9.36Ui2=-6.05

7、 ULT=0.290 UHT=0.5673、结论实验结论：设计原理清晰，基本上能符合理论的电压之间的关系，实验基本上是成功的。在整个设计过程中，本着节约的精神，我们用的都是简单廉价的元器件，降低了系 统成本。这次毕业设计对我们所学摸电知识起到了加深和巩固的作用，也使我获得了搭建和 调试实验电路的能力。锻炼了我主动学习的能力、与他人合作的能力。还可以从各种渠道获得一定的资料 共同加以研究学习，提高了我们的综合动手能力和自学的能力。4、性价比由于电路不是很复杂，实用性强，价格低廉，比较符合实际应用。5、课设体会及合理化建议本次课程设计对数字电子技术有了更进一步的熟悉，实际操作和课本上的知识有很大联

8、 系，但又高于课本，一个看似很简单的电路，要动手把它设计出来就比较困难了，因为是 设计要求我们在以后的学习中注意这一点，要把课本上所学到的知识和实际联系起来，同 时通过本次电路的设计，不但巩固了所学知识，也使我们把理论与实践从真正意义上结合 起来，增强了学习的兴趣，考验了我们借助互联网络搜集、查阅相关文献资料，和组织材 料的综合能力。1、通过这次课程设计，加强了我们动手、思考和解决问题的能力。在整 个设计过程中，我们通过这个方案包括设计了一套电路原理和PCB连接图，和芯片上的选 择。这个方案总共使用了二极管、集成运算放大器各一个，电阻若干。2、在设计过程中， 经常会遇到这样那样的情况，就是心里

9、想老着这样的接法可以行得通，但实际接上电路， 总是实现不了，因此耗费在这上面的时间用去很多。3、我沉得做课程设计同时也是对课 本知识的巩固和加强，由于课本上的知识太多，平时课间的学习并不能很好的理解和运用 各个元件的功能，而且考试内容有限，所以在这次课程设计过程中，我们了解了很多元件 的功能，并且对于其在电路中的使用有了更多的认识。平时看课本时，有时问题老是弄不 懂，做完课程设计，那些问题就迎刃而解了。而且还可以记住很多东西。比如一些芯片的 功能，平时看课本，这次看了，下次就忘了，通过动手实践让我们对各个元件映象深刻。 认识来源于实践，实践是认识的动力和最终目的，实践是检验真理的唯一标准。所以

10、这个 期末测试之后的课程设计对我们的作用是非常大的。4、经过一个星期的实习，过程曲折 可谓一语难尽。在此期间我们也失落过，也曾一度热情高涨。从开始时满富盛激情到最后 汗水背后的复杂心情，点点滴滴无不令我回味无长。生活就是这样，汗水预示着结果也见 证着收获。劳动是人类生存生活永恒不变的话题。通过实习，我才真正领略到“艰苦奋斗” 这一词的真正含义，我才意识到老一辈电子设计为我们的社会付出。我想说，设计确实有 些辛苦，但苦中也有乐，在如今单一的理论学习中，很少有机会能有实践的机会，但我们 可以，而且设计也是一个团队的任务，一起的工作可以让我们有说有笑，相互帮助，配合 默契，多少人间欢乐在这里洒下，大

11、学里一年的相处还赶不上这十来天的合作，我感觉我 和同学们之间的距离更加近了；我想说，确实很累，但当我们看到自己所做的成果时，心 中也不免产生兴奋；正所谓“三百六十行，行行出状元”。我们同样可以为社会作出我们 应该做的一切，这有什么不好？我们不断的反问自己。也许有人不喜欢这类的工作，也许 有人认为设计的工作有些枯燥，但我们认为无论干什么，只要人生活的有意义就可。社会 需要我们，我们也可以为社会而工作。既然如此，那还有什么必要失落呢？于是我们决定 沿着自己的路，执着的走下去。同时我认为我们的工作是一个团队的工作，团队需要个人， 个人也离不开团队，必须发扬团结协作的精神。某个人的离群都可能导致导致整

12、项工作的 失败。实习中只有一个人知道原理是远远不够的，必须让每个人都知道，否则一个人的错 误，就有可能导致整个工作失败。团结协作是我们实习成功的一项非常重要的保证。而这 次实习也正好锻炼我们这一点，这也是非常宝贵的。对我们而言，知识上的收获重要，精 神上的丰收更加可喜。挫折是一份财富，经历是一份拥有。这次实习必将成为我人生旅途 上一个非常美好的回忆！通过这次课程设计使我懂得了理论与实际相结合是很重要的，只 有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践相结合起来，从理论中得出结论， 才能真正为社会服务，从而提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。在设计的过程中 遇到问题，可以说得是困难重重，这毕竟第一次做的，难免会遇到过各种各样的问题，同 时在设计的过程中发现了自己的不足之处，对以前所学过的知识理解得不够深刻，掌握得 不够牢固。这次课程设计终于顺利完成了，在设计中遇到了很多专业知识问题，最后在老 师的辛勤指导下，终于游逆而解。同时，在老师的身上我们学也到很多实用的知识，在次 我们表示感谢！同时，对给过我帮助的所有同学和各位指导老师再次表示忠心的感谢！ 5、 此次课程设计，学到了很多课内学不到的东西，比如独立思考解决问题，出现差错的随机