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1、电压比较器ppt课件Stillwatersrundeep.流静水深流静水深,人静心深人静心深Wherethereislife,thereishope。有生命必有希望。有生命必有希望电压比较器概述电压比较器概述作用：比较输入电压的大小，作用：比较输入电压的大小， 并根据比较结果输出高电平或低电平并根据比较结果输出高电平或低电平应用：信号的产生、处理、检测等应用：信号的产生、处理、检测等波形变换、波形变换、整形等整形等方波、三角波、方波、三角波、锯齿波等非正锯齿波等非正弦波弦波监测报警监测报警作用：比较输入电压的大小，作用：比较输入电压的大小， 并根据比较结果输出高电平或低电平并根据比较结果输出高
2、电平或低电平应用：信号的产生、处理、检测等应用：信号的产生、处理、检测等类型：按照功能特点分类型：按照功能特点分单限电压比较器单限电压比较器 迟滞电压比较器迟滞电压比较器 窗口电压比较器窗口电压比较器 按照结构分按照结构分由集成运放构成由集成运放构成 集成电压比较器集成电压比较器 有通用型、高速型、低功耗有通用型、高速型、低功耗型、低电压型和高精度型等。型、低电压型和高精度型等。 自学自学工作速度慢、带宽工作速度慢、带宽窄且输出与其它电窄且输出与其它电路的兼容性差。路的兼容性差。电压比较器概述电压比较器概述8.2.1 单限电压比较器单限电压比较器n 输出只有高出只有高电平和低平和低电平两种平两
3、种值。n 输入信号从反相端加入，当入信号从反相端加入，当输入从小增大入从小增大过门限限电压时，输出出 从高从高电平平跃变为低低电平，称之平，称之为反相反相输入入单限比限比较器。器。1. 过零电压比较器过零电压比较器n 比较器的输出电平发生跳变所对应的输入电压值称为门限电压。比较器的输出电平发生跳变所对应的输入电压值称为门限电压。n 输入信号从同相端加入，当入信号从同相端加入，当输入从小增大入从小增大过门限限电压时，输出出 从低从低电平平跃变为高高电平，称之平，称之为同相同相输入入单限比限比较器。器。1. 过零电压比较器过零电压比较器8.2.1 单限电压比较器单限电压比较器n 门限限电压 UT
4、=UREF2.单限电压比较器单限电压比较器例例8.2.1解：解：图中，图中，图中，图中，U UREF REF =2V=2V，试求，试求，试求，试求 UT ，并画出电压传输特性。，并画出电压传输特性。，并画出电压传输特性。，并画出电压传输特性。令令uN = 0，可得，可得由图可得由图可得由于信号从反相端输入，故由于信号从反相端输入，故 当当uI 4V 时，时， uO =UOL= 6V 因此可作出电压传输特性如图所示因此可作出电压传输特性如图所示当当 uI uP 时，时， uO = UZ当当 uI uP 时，时， uO = +UZ当当 uI 经过经过 uP 时，时， uO电平跃变电平跃变uP由图可
5、见：由图可见：引入正反引入正反馈2. 迟滞比较器电路与工作原理迟滞比较器电路与工作原理uP当当 uI 从很小逐渐增大时，从很小逐渐增大时， 只要只要 uI UTL，则，则 uO = UOL只有当只有当 uI 减小到经过减小到经过 UTL 时，时， uO 才会正跃变为才会正跃变为 UOH继续减小继续减小 uI 时，则时，则 uO 保持保持 UOH 不变。不变。可见：可见： uI 上升时与上门限比上升时与上门限比 uI 下降时与下门限比下降时与下门限比2. 迟滞比较器的工作原理迟滞比较器的工作原理 续续例例8.2.2解：解：图中，图中，图中，图中，U UREF REF =3V=3V， U UZ Z
6、 =6V=6V， R R1 1 =40k=40k ， R R2 2 =10k=10k ， R R =8k=8k ，试画出电压传输特性和输出电压波形。试画出电压传输特性和输出电压波形。试画出电压传输特性和输出电压波形。试画出电压传输特性和输出电压波形。由图可得由图可得由于是由于是反相输入迟滞比较器，反相输入迟滞比较器，因此可画出电压传输特性和因此可画出电压传输特性和相应输出波形如图所示。相应输出波形如图所示。解：解：图中，图中，图中，图中，U UREF REF =3V=3V， U UZ Z =6V=6V， R R1 1 =40k=40k ， R R2 2 =10k=10k ， R R =8k=8
7、k ，试画出电压传输特性和输出电压波形。试画出电压传输特性和输出电压波形。试画出电压传输特性和输出电压波形。试画出电压传输特性和输出电压波形。由图可得由图可得由于是由于是反相输入迟滞比较器，反相输入迟滞比较器，因此可画出电压传输特性和因此可画出电压传输特性和相应输出波形如图所示。相应输出波形如图所示。该例用作波形整形。该例用作波形整形。回差电回差电压越大，抗干扰能力越强。压越大，抗干扰能力越强。下面请看回差电压减小时的下面请看回差电压减小时的相应输出波形！相应输出波形！例例8.2.2例例8.2.3解：解：同相输入迟滞比较器如图所示，同相输入迟滞比较器如图所示，同相输入迟滞比较器如图所示，同相输
8、入迟滞比较器如图所示，U UZ Z =6V=6V， 试求门限试求门限试求门限试求门限电压，画出电压传输特性。电压，画出电压传输特性。电压，画出电压传输特性。电压，画出电压传输特性。由图可得由图可得令令 uP=0 ，则得，则得可画出电压传输特性如图所示。可画出电压传输特性如图所示。8.2.3 窗口比较器窗口比较器作用：检测输入电压是否在两个给定的电压之间作用：检测输入电压是否在两个给定的电压之间相同点：都有两个相同点：都有两个门限限电压。不同点：当不同点：当输入入电压单一方向一方向变化化时，窗口比，窗口比较器器输出出电压跳跳变 两次，两次，迟滞比滞比较器器输出出电压只跳只跳变一次；窗口比一次；窗
9、口比较器中器中 的运放通常开的运放通常开环工作，而工作，而迟滞比滞比较器中要引入正反器中要引入正反馈。 讨论讨论: 迟滞比滞比较器和窗口比器和窗口比较器有何异同？器有何异同？ 1.电压比比较器器电路中，集成运放开路中，集成运放开环或引入正反或引入正反馈，2. 因此因此集成运放工作在非集成运放工作在非线性区，性区， 其其输入端通常不入端通常不3. “虚短虚短”，但仍，但仍“虚断虚断”。因此分析集成运放构成的因此分析集成运放构成的4. 比比较器器电路路时，不能利用，不能利用“虚短虚短” 来分析，而通常来分析，而通常5. 通通过确定确定门限限电压，画出，画出电压传输特性来特性来 加以分析。加以分析。
10、小结2. 画画电压比比较器器传输特性需要三个要素：特性需要三个要素：输出高、低出高、低电平，平，3. 门限限电压，输出出电压跃变方向。方向。 （3） 输出出电压的的跃变方向取决于方向取决于输入入电压是从运放的同相端是从运放的同相端还 是反相端是反相端输入。若入。若为前者，前者，则输入入电压大于大于门限限电压时输 出高出高电平，否平，否则输出低出低电平；若平；若为后者，后者，则反之。反之。（1） 输出出电平决定于集成运放平决定于集成运放输出出电压的最大幅度或的最大幅度或输出端出端 限幅限幅电路中路中稳压管的管的稳定定电压、二极管的、二极管的导通通电压等。等。（2） 列出运放同相列出运放同相输入端和反相入端和反相输入端入端电位的表达式，令它位的表达式，令它们 相等，求得的相等，求得的输入入电压即即为门限限电压。8.2 复习要点复习要点电压比较器传输特性的分析。对应输入波形画输出波形。电压比较器传输特性的分析。对应输入波形画输出波形。重点：重点：主要要求：主要要求：理解典型电压比较器的电路组成、工作原理和性能特点理解典型电压比较器的电路组成、工作原理和性能特点作业：作业：
