运算放大器组成的比较器.doc

1. 功能及应用：重要用来判断输入信号电位之间的相对大小，它至少有两个输入端及一种输出端，一般用一种输入端接被比较信号Uｉ,另一种则接基准电压VR 定门限电压(或称阀值）的ＵT输出一般仅且仅有二种也许即高、低二电平的矩形波，应用于模-数转换,波形产生及变换，及越限警等２. 运放的工作状态:开环和正反馈应用:运放性运用时,由于开环增益一般在１０5以上，因此其相应的输入的线性范畴很小,Uｉ数量级，为了拓宽其线性范畴就必须引入负反馈,减少其开环增益而比较器则但愿其输入的线性范畴越小越好(即比较敏捷度越高)采用开环或使开环增益更高的正反馈应用在这儿有必要反复呈现运放开环电压传播特性见图８.２.１,请注意横、纵坐标标度的不同 （１) 从途中可化称(2） 若Ｕi发出变化，使Ｕo从负波饱和值突变到正饱和值,只在通过极窄的线性区    时，才遵循性工作时才特有的“虚短”，其他时刻“虚短”不复存在3) 若横坐标采用与纵坐标相似的标尺，则线性部分特性与纵轴合拢4) 若用正反馈使Aod↑，则可缩短状态的转换时间３. 分类：（1) 单限比较器(2） 迟滞比较器(Scｈmitt)(3) 双限比较器（窗口比较器)二. 单限比较器1． Uｉ与UR分别接运放两输入端的开环串接比较器,见图8．2.２ ΔUｉ>UR Uo=＋UomΔUi＜ＵＲ Uo=-UomΔＵi=UR Uｏ发生翻转(或称突变)UT=ＵＲ 谶纬门限电压或阀值，若ＵR=0称为过零比较器Δ当Ｕi与UＲ互换位置,此时Uo以Ui＝UR为对称轴与互换量对称。

2． Ｕi与UＲ并联在运放同一输入端时的开环并接比较器 见图8.2．3 Δ在同相端可作Tｈerｅnin等效 当Uoc>0时，即 Uｏ=+Ｕｏｍ当Ｕoc<0时，即 Ｕｏ=-Uom可见Δ若把运放的同相端与反相端互换，则与图8.2．２（b)类同三. 迟滞比较器(正反馈比较器)其特点　抗干扰能力较强在单限比较器种，如果Ui受到干扰,在阀值附近回浮现Ui+ΔUi(干扰信号多余目前阀值电压上，下波动,以致浮现条纹误翻转，而迟滞比较器运用其传播特性的回差电压，输入的干扰信号不能使状态误翻转1. 两种迟滞比较器的传播特性 见图8.2.4动画演示 迟滞比较器在单调区间内只能变化一次;对于反相：Ui从小变到大时,Uo始终为高电平,只有当Ui达到上门限电压时,Uｏ翻转为低电平，之后随着Ui不断增大,Uo始终为低；在Ui减小时,必须减到下门限电压时,Uo才会翻转为高电平对于同相:Ui从小变到大时，Uo始终为低电平,只有当Uｉ达到上门限电压时，Uo翻转为高电平,之后随着Ui不断增大,Uo始终为高;在Ui减小时,必须减到下门限电压时,Uｏ才会翻转为低电平   Δ同相型：Ｕｉ接运放同相端反相型：Ui接运放反相端Δ均由二根传播特性(1），(２)合成，同相型． 当Ｕi从低值↑≥UTＨ，Uo从UOL↑ＵOH;当Uｉ从高值↓≤ＵTL时,Uｏ从UOH↓UＯＬ。

    反相型则类同Δ UTH,ＵTL为二个阀值，ΔＵT(回差)=UTH－UTＬΔ |UOＨ|=|UOL|或|UＯH|≠|UOＬ|根据输出与否有箝位电路而定2． 二种基型迟滞比较器(1) 反相型迟滞比较器 见图8.2.５ Ui=U-，Uo被箝位在±UＺ，避免运放计入过饱和假设Ui在足够低时，Ui

我的理解：一方面求出阀值电压;阀值电压是在放大器处性区域时求得的,但是在正反馈中，线性区域很窄在该区域,才可以用到虚断和虚短的概念在正反馈状态下，只有在输出电压发生跳变瞬间,集成运放两个输入端之间的电压才可近似等于0，才干用到虚断和虚短的）Vp=Vｎ=ＵrVr=R1*Uｉ/（R1+R2)＋　Ｒ2*Uo/（Ｒ1+R２）      （1)而门限电压是对于输入电压来说的，当输入电压不小于或不不小于这个Ｕtｈ时,输出就会有跳变因此  　当Ui＝　Ｕth时，这时的输入电压就是门限电压：而由（1)式可求出,Uｔh＝Uｉ=Ur(Ｒ1+R2）/R1　– R2Ｕo/R１,(Uo＝+-Ｕｚ)四． 双限比较器 （窗口比较器）其特点是Uｉ单调升或单调降,Ｕo均有两次突变,与单限比较器和迟滞比较器有区别，因此它可以鉴别Uｉ与否在两个电平之间它事实上由二个单限开环比较器构成,D1,D2作用为隔断,Uo１,Ｕｏ2连接通路，避免Uo１，Uｏ２极性相反时,互为对方提供低阻通路而导致运放损坏 ΔUi＜ＵＲL(URＨ（>ＵRL) ΔUＲＬ1０0均要取出，则可用发光二极管亮表达一种越限极警,不亮记为可通过即β合格。

Δ改接一下上述输入输出回路即以便可得  分析上面的等效三极管电路，e端接1５v,b端通过下拉电阻接地,从而b端电压为(15-0.7)ｖ，ｃ端同样接下拉电阻接地,只要c端的Ui电压比b端电压低,就能保证集电结的反偏要辨别β=50,100 找出时应得URL及URH  相应图 ８.2.７(b) 传播特性可画出β与Ｕo的关系即  。