模拟电子技术基础课件第24讲电压比较器课件.ppt

第二十四讲 电压比较器一、概述二、单限比较器三、滞回比较器四、窗口比较器五、集成电压比较器模拟电子技术基础课件第24讲电压比较器一、概述一、概述1. 电压比较器的功能：比较电压的大小电压比较器的功能：比较电压的大小 广泛用于各种报警电路广泛用于各种报警电路 输入电压是连续的模拟信号；输出电压表示比较的结输入电压是连续的模拟信号；输出电压表示比较的结果，只有高电平和低电平两种情况果，只有高电平和低电平两种情况 使输出产生跃变的输入电压称为阈值电压使输出产生跃变的输入电压称为阈值电压2. 电压比较器的描述方法电压比较器的描述方法 :电压传输特性电压传输特性 uO＝＝f(uI)电压传输特性的三个要素：电压传输特性的三个要素：（（1）输出高电平）输出高电平UOH和输出低电平和输出低电平UOL（（2）阈值电压）阈值电压UT（（3）输入电压过阈值电压时输出电压跃变的方向）输入电压过阈值电压时输出电压跃变的方向模拟电子技术基础课件第24讲电压比较器3. 几种常用的电压比较器几种常用的电压比较器（（1）单限比较器：只有一个阈值电压）单限比较器：只有一个阈值电压（（3）窗口比较器：）窗口比较器： 有两个阈值电压，输入电压单调变化时输出电压跃变两次。

有两个阈值电压，输入电压单调变化时输出电压跃变两次2）滞回比较器：具有滞回特性）滞回比较器：具有滞回特性 输入电压的变化方向不同，阈值电压也不同，但输入电压输入电压的变化方向不同，阈值电压也不同，但输入电压单调变化使输出电压只跃变一次回差电压单调变化使输出电压只跃变一次回差电压模拟电子技术基础课件第24讲电压比较器4 4、集成运放的非线性工作区、集成运放的非线性工作区电路特征：集成运放处于开环或仅引入正反馈电路特征：集成运放处于开环或仅引入正反馈集成运放工作在非线性区的特点集成运放工作在非线性区的特点1) 净输入电流为净输入电流为02) uP> uN时，时， uO＝＋＝＋UOM uP< uN时，时， uO＝－＝－UOM模拟电子技术基础课件第24讲电压比较器二、单限比较器二、单限比较器 1. 过零比较器过零比较器（（1））UT＝＝0（（2））UOH＝＋＝＋ UOM，， UOL＝－＝－ UOM（（3））uI > 0 时时 uO ＝－＝－UOM; uI < 0 时时 uO ＝＋＝＋ UOM 集成运放的净输入电压等于输入电压，为保护集成运集成运放的净输入电压等于输入电压，为保护集成运放的输入端，需加输入端限幅电路。

放的输入端，需加输入端限幅电路集成运放的净输入集成运放的净输入电压最大值为电压最大值为±UD模拟电子技术基础课件第24讲电压比较器输出限幅电路输出限幅电路 为适应负载对电压幅值的要求，输出端加限幅电路为适应负载对电压幅值的要求，输出端加限幅电路UOH＝＋＝＋ UZ1＋＋ UD2 UOL＝－＝－( UZ2 ＋＋ UD1)UOH＝＝ －－ UOL＝＝ UZUOH＝＝ UZ UOL＝－＝－ UD 不可缺少！不可缺少！模拟电子技术基础课件第24讲电压比较器输出限幅电路输出限幅电路uO＝＝± UZ（（1）保护输入端）保护输入端（（2）加速集成运放状态的转换）加速集成运放状态的转换电压比较器的分析方法：电压比较器的分析方法：（（1 1））写出写出 uP、、uN的表达式，令的表达式，令uP＝＝ uN，，求解出的求解出的 uI即为即为UT；；（（2 2））根据输出端限幅电路决定输出的高、低电平；根据输出端限幅电路决定输出的高、低电平；（（3 3）根据输入电压作用于同相输入端还是反相输入端决定输出）根据输入电压作用于同相输入端还是反相输入端决定输出电压的跃变方向电压的跃变方向模拟电子技术基础课件第24讲电压比较器2. 一般单限比较器一般单限比较器（（1）若要）若要UT< 0，，则应如何修改电路？则应如何修改电路？（（2）若要改变曲线跃变方向，则应如）若要改变曲线跃变方向，则应如 何修改电路？何修改电路？（（3）若要改变）若要改变UOL、、UOH呢？呢？作用于反相输入端作用于反相输入端模拟电子技术基础课件第24讲电压比较器三、滞回比较器 1. 阈值电压阈值电压模拟电子技术基础课件第24讲电压比较器三、滞回比较器 2. 工作原理及电压传输特性工作原理及电压传输特性 设设uI＜－＜－UT，则，则 uN＜＜ uP，， uO＝＝+UZ。

此时此时uP＝＝ +UT，，增大增大 uI，直至，直至+UT，再增大，，再增大， uO才从才从+UZ跃变为－跃变为－ UZ 设设 uI＞＞+UT，则，则 uN＞＞ uP，， uO＝－＝－UZ此时uP＝＝ －－UT，，减小减小 uI，直至－，直至－UT，再减小，，再减小， uO才从－才从－UZ跃变为跃变为+UZ模拟电子技术基础课件第24讲电压比较器1. 若要电压传输特性曲线左右移动，则应如何修改电路？若要电压传输特性曲线左右移动，则应如何修改电路？讨论一：如何改变滞回比较器的电压传输特性2. 若要电压传输特性曲线上下移动，则应如何修改电路？若要电压传输特性曲线上下移动，则应如何修改电路？3. 若要改变输入电压过若要改变输入电压过 阈值电压时输出电压的阈值电压时输出电压的 跃变方向，则应如何修跃变方向，则应如何修 改电路？改电路？改变输出改变输出限幅电路限幅电路模拟电子技术基础课件第24讲电压比较器四、窗口比较器四、窗口比较器 当当uI>URH时，时，uO1=－－ uO2= UOM，，D1导通，导通，D2截止；截止； uO= UZ 当当uI

当当URL

电路输出电压的波形 你能分别组成具有图你能分别组成具有图示电压传输特性的电压示电压传输特性的电压比较器电路吗？比较器电路吗？同相输入同相输入单限比较器单限比较器反相输入反相输入滞回比较器滞回比较器窗口窗口比较器比较器模拟电子技术基础课件第24讲电压比较器讨论四：讨论四：求解图示各电路的电压传输特性求解图示各电路的电压传输特性模拟电子技术基础课件第24讲电压比较器。