《模拟电子技术》课件-电压比较器

模拟电子技术电压比较器——目

录——1

比较器概述2

单门限比较器3

迟滞比较器3

窗口比较器问题导航运算电路：比例运算电路、加减运算电路、积分运算电路、微分运算电路、对数运算电路、指数运算电路。集成运放线性应用放大电路有源滤波电路集成运放的应用电压比较器集成运放非线性应用非正弦波形发生器比较器概述1.

集成运放工作在非线性工作区★集成运放工作在开环或正反馈。图1

开环状态★特点：图2

正反馈状态1)

虚断成立（

i

i

0）pn2)

虚短不成立（u

≠

u

）pnu

>u

时，

u

＝＋U

U

是运放的饱和输出电压。PNOOM，

OMu

<

u

时，

u

＝－UPNOOM2.比较器应用：信号产生(方波、三角波、锯齿波等非正弦波）；信号处理（波形变换整形等）；检测（监测报警等）

、控制、D/A和A/D转换电路中应用广泛。单门限比较器1.

过零比较器图3

过零比较器（1）UT＝0UT叫阈值电压

：输出电平发生跳变时的输入电压。（2）UOH＝＋

UOM，

UOL＝－

UOM（3）u

>0时

u

＝－U

;★为保护集成运放的输入级，需加输入端限幅电路。★为适应负载对电压幅值的要求，输出端加限幅电路。IOOMu

<0时

u

＝＋

U

。IOOM图4

过零比较器电压传输特性曲线图5

具有限幅功能的过零比较器单门限比较器2.一般单门限比较器图6

一般单门限比较器图7

一般单门限比较器电压传输特性曲线阈值电压U

=U

，输出电平发生跳变时的输入电压。TREF反相输入迟滞比较器例：电路如图所示，R

=30

kΩ，R

=1512kΩ,U

=±6V,U

=0,

求

U

，并画出电ZREFT压传输特性曲线。uO解：用叠加原理求解UP+UZ图8

反相输入迟滞比较器

U

=

U

−

U

=U

R

U

RU

=

R

R

R

RREF

2Z

1P++（

）U

=4

V2R1T+1212UUT-=-4（V）

OuIU

R

+

U

RTT+T−R

R+ZUT+

=REF

2Z

112R

R+12

U=U

-U

=8VT+T-U

R

−

U

R-UZUT−

=REF

2Z

1R

R+12★重要特点：u

增大时与上门图9

迟滞比较器电压传输特性曲线I限比，u

减小时与下门限比，6

30IUT+

=UT-

==

4

(V)

上门限电压，但输入电压单调变化使时，输出电压只跃变一次。15

30+−

6

30+15

30=

−4

(V)下门限电压窗口比较器单门限比较器与迟滞比较器在输入电压单一方向变化时，输出电压只跃变一次，因此只能检查一个电平。如果要判断输入电压是否在二个电压之间，窗口比较器有这样的功能。电路图12所示，它是由两个简单比较器构成，注意，阈值大的简单比较器采用同相输入，阈值小的简单比较器采用反相输入，图10

窗口比较器图11窗口比较器电压传输特性曲线当u

>U

时，u

=－u

=

U

，D

导通，D

截止；u

=

U

。IRHO1O2OM12OZ当u

<U

时，u

=－u

=U

，D

导通，D

截止；u

=U

。IRLO2O1OM21OZ当U

<u

<U

时，u

=

u

=－U

，D

、D

均截止；u

=

0。RLIRHO1O2OM12O本课小结1.单门限比较器与窗口比较器工作在开环，迟滞比较器引入正反馈，他们虚断成立（i

i

0），虚短不成立（u

≠u

）。比较器广泛应用于：信号产生；p信号处理；检测电路等。npn2.单门限比较器有一个阈值电压，迟滞比较器有两个阈值电压，他们输入电压单一方向变化时，输出电压只跃变一次，因此只能检查一个电平。窗口比较器在输入电压单一方向变化时，输出电压跳变两次，能检查输入电压是否在两个阈值电压之间。3.比较器分析方法如下：（1）写出u

和u

的电位表达式，令u

=u

，求解阈值电压U

。Tp

Np

N（2）由限幅电路确定电压比较器的输出高电平U

和输出低电平U

大小。OH

OL（3）确定uo在uI过UT时发生跃变方向，画出电压传输特