模电考研7信号处理

§7.2.1概述§7.2.2电压比较器§7.2.3滞回比较器§7.2.4双限比较器7.2电压比较器非线性应用：是指由运放组成的电路处于非线性状态，输出与输入的关系uo=f(ui)是非线性函数。由运放组成的非线性电路有以下三种情况：1.电路中的运放处于非线性状态。++Auo比如：运放开环应用uo运放电路中有正反馈，运放处于非线性状态。7.2.1概述2.电路中的运放处于线性状态，但外围电路有非线性元件（二极管、三极管、稳压管等）。ui>0时：ui<0时：++AuoR1RF1RF2Duiuoui0传输特性3.另一种情况，电路中的运放处于非线性状态，外围电路也有非线性元件（二极管、三极管）。由于处于线性与非线性状态的运放的分析方法不同，所以分析电路前，首先确定运放是否工作在线性区。确定运放工作区的方法：判断电路中有无负反馈。若有负反馈，则运放工作在线性区；若无负反馈，或有正反馈，则运放工作在非线性区。处于非线性状态运放的特点：1.虚短路不成立。2.输入电阻仍可以认为很大。3.输出电阻仍可以认为是0。uoui0+Uom-UomUR传输特性UR：参考电压ui：被比较信号

++uouiUR–特点：运放处于开环状态。当ui>UR时,uo=+Uom当ui<UR时,uo=-Uom

一、若ui从同相端输入7.2.2电压比较器++uouiURuoui0+Uom-UomUR当ui<UR时,uo=+Uom当ui>UR时,uo=-Uom

二、若ui从反相端输入uoui0+UOM-UOM++uoui三、过零比较器:(UR=0时)++uouiuoui0+UOM-UOM++uouitui例：利用电压比较器将正弦波变为方波。uot+Uom-Uom++uiuoui0+UZ-UZ电路改进：用稳压管稳定输出电压。++uiuoUZRR´uoUZ电压比较器的另一种形式

——将双向稳压管接在负反馈回路上比较器的特点1.电路简单。2.当Ao不够大时，输出边沿不陡。3.容易引入干扰。tuiuot过零附近仍处于放大区四、单限比较器:(UR

≠0时)++uoui++uouiuoui0+UOM-UOMuoui0+UOM-UOMURURURUR求和型单限比较器单限比较器：只有一个门限电平，当输入电压等于门限电平时，输出状态立即发生跳变。+-A

1.电路分析：电路在U-=0时跳变。根据“虚断”并利用叠加原理可求得：由上式解得门限电平为：单限比较器3、传输特性曲线如图：

令U+=U-

解出的ui

即是UT

（2）写出U+

与U-

的表达式，

02.求传输特性的方法：（1）分别求出输出的高低电平UOH和UOL；（3）当

ui

加到反相输入端时单限比较器的共同特点：抗干扰能力差电路只有一个转折电压称为单限比较器，当UT=0时，称为过零比较器。上述电路也可同相输入，反向接地。分析1.因为有正反馈，所以输出饱和。2.当uo正饱和时(uo=+UOM)：U+3.当uo负饱和时(uo=–UOM)：－++uoRR2R1ui参考电压由输出电压决定特点：电路中使用正反馈，运放处于非线性状态。1.没加参考电压的滞回比较器7.3滞回比较器分别称UH和UL上下门限电压。称(UH-UL)为回差。当ui增加到UH时，输出由Uom跳变到-Uom；－++uoRR2R1ui当ui

减小到UL时，输出由-Uom跳变到Uom

。传输特性：uoui0Uom-UomUHUL小于回差的干扰不会引起跳转。跳转时，正反馈加速跳转。tuiUom-UomtuiUHUL例：下行迟滞比较器的输入为正弦波时，画出输出的波形。－++uoRR2R1ui2.加上参考电压的滞回比较器加上参考电压后的上下限：－++uoRR2R1uiURuoui0Uom-UomUHUL下行迟滞比较器两种电路传输特性的比较:－++uoRR2R1uiuoui0Uom-UomUHUL－++uoRR2R1uiURuoui0Uom-UomUHUL例：R1=10k，R2=20k

，UOM=12V，UR=9V当输入ui为如图所示的波形时，画出输出uo的波形。－++uoRR2R1uiURuoui0Uom-UomUHUL5V10Vuit0首先计算上下门限电压：－++uoRR2R1uiUR+UOM-UOM根据传输特性画输出波形图。－++uoRR2R1uiURuoui0Uom-UomUHULuiuott10V5V002V1、电路组成：

-A1+-A2+2.电路分析：用两个集成运放并联组成，当两个比较器中任意一个输出高电平，并联输出为高电平；只有两个输出同时为低电平时，并联输出才为低电平。§7.4双限比较器(又叫窗口比较器)3.传输特性：04.思考

传输特性如右：电路的结构如何？0tuiuotUZ-UZ–+AuoR1RFuiDZR+运放处于线性状态，但外围电路有非线性元件——稳压二极管。R：限流电阻。一般取100。DZ双向稳压管§7.5限幅器另一种形式的限幅器：双向稳压管接于负反馈回路上。–+AuoR1RFuiDZ+当时，在双向稳压管的作用下，当时，双向稳压管不通，运放工作在线性状态。迟滞比较器电路改进：为了稳定输出电压，可以在输出端加上双向稳压管。思考题：如何计算上下限？UZ－++uoRR2R1uiuoUZ－++RR2R1ui–+AuoR1RFuiUZ+uoui0+UZ+UZ传输特性1.

比较器中运放一般工作在非线性区，输出只有高低两种电平。2.

一般用传输特性描述比较器输入电压和输出电压的函数关系。比较器小结：设A1，A2的UOM=±10V。1).A1,A2组成何种基本应用电路；2).设ui为周期T=2mS，幅值为5V的正弦波对应ui

的波形画出uO1和uO2的波形并标出电压幅值。设UC(0+)=0解:1).例：+-A1+-A21F10