电子技术课件：集成运放的应用

电压比较电路的装调四、巩固与拓展

一、任务目标二、任务描述

三、程序与方法

了解电压比较器的种类熟悉电压比较器的基本特性掌握电压比较器的装配和调试方法一、任务目标

电压比较器是集成运放非线性应用电路，常用于各种电子设备中。本次任务要求利用集成芯片LM324安装电压比较电路，装配电路如图所示。当图中二极管V5～V8发光时，可以测出输入电压的电压变化范围。二、任务描述

Descriptionofthecontents步骤二、元器件选择与检测一、所需工具、仪表二、元器件选择与检测步骤一、绘制电压比较电路

一、了解电压比较器的阈值电压

二、认识电压比较器步骤四、电压比较电路调试一、自检二、调试步骤三、电压比较电路装配一、装配要求和方法二、元器件插装测三、程序与方法运放的非线性应用电路——电压比较器

电压比较器是一种常见的模拟信号处理电路，它将一个模拟输入电压与一个参考电压进行比较，并将比较的结果输出。比较器的输出只有两种可能的状态：高电平或低电平，为数字量；而输入信号是连续变化的模拟量，因此比较器可作为模拟电路和数字电路的“接口”。

由于比较器的输出只有高、低电平两种状态，故其中的运放常工作在非线性区。从电路结构来看，运放常处于开环状态或加入正反馈。根据比较器的传输特性不同，可分为单限比较器、双限比较器及窗口比较器等。单门限电压比较器单门限电压比较器是指只有一个门限电压的比较器。

单限比较器电路和其传输特性

比较器输出电压由一种状态跳变为另一种状态时，所对应的输入电压通常称为阈值电压或门限电压，用UTH表示。可见，这种单限比较器的阈值电压UTH=UR。若UR=0，即运放反相输入端接地，则比较器的阈值电压UTH=0。这种单限比较器也称为过零比较器。利用过零比较器可以将正弦波变为方波，输入、输出波形如图所示。简单过零比较器电路和输入、输出波形uOuI0+UOM-UOM电压传输特性uOuI0+UZ-UZ忽略了UDuIuO+A_

UZ限幅uIuO+–A存在干扰时，单限比较器的输出、输入波形

双门限电压比较器

（滞回比较器或迟滞比较器）

单限比较器电路简单，灵敏度高，但其抗干扰能力差。如果输入电压受到干扰或噪声的影响，在门限电平上下波动，则输出电压将在高、低两个电平之间反复跳变。若用此输出电压控制电机等设备，将出现误操作。为解决这一问题，常常采用双门限电压比较器。特点：单限比较器+正反馈支路uI0+UZ-UZ+UT-UTuOtuI+UT-UTtuOUZ-UZuI0+UZ-UZ+UT-UTuO滞回电压比较器通过引入上、下两个门限电压，以获得正确、稳定的输出电压。电压比较器有两个门限电平，故传输特性呈滞回形状。滞回电压比较器用于控制系统时主要优点是抗干扰能力强。当输入信号受干扰或噪声的影响而上下波动时，只要根据干扰或噪声电平适当调整滞回电压比较器两个门限电平UTH1和UTH2的值，就可以避免比较器的输出电压在高、低电平之间反复跳变，如图所示。

存在干扰时，滞回比较器的输入、输出波形

步骤四、电压比较电路调试窗口比较器当输入电压单一方向变化时，单限比较器和滞回比较器输出电压只跃变一次，因而不能检测出输入电压是否在两个给定电压之间，窗口比较器则具有这一功能。①当uI>URH,uO1

=+UOM,uO2

=-UOM,D1导通,D2截止,uO=+UZ

②当uI<URL,uO1

=-UOM,uO2

=+UOM,D2导通,D1截止,uO=+UZ

③当URL

<

uI<URH,uO1

=-UOM,uO2

=-UOM,D1,D2均截止,uO

=0步骤四、电压比较电路调试有限幅电路的电压比较器

（a）双向限幅电路(b)传输特性曲线限幅电路是利用稳压管的稳压功能，将稳压电路接在比较器的输出端。根据虚断：阈值电压：1、知识巩固2、知识拓展1.根据任务2的学习步骤及方法，利用所学知识，自主完成自主学习手册中的拓展任务。2.分析电流-电压转换电路的工作原理，见图2-10所示。加深体会电压比较器的应用。绘制电压比较电路元器件的选择与检测电压比较电路的装配1.所需工具、仪表2.元