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1、开环开环单限比较器单限比较器正反馈正反馈滞回比较器滞回比较器窗口比较器窗口比较器集成比较器集成比较器6.7 电压比较器电压比较器非线性应用非线性应用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 1) 当当uI UREF 时时， uO UZ； 2) 电路的阈值电压电路的阈值电压UTH UREF6.7.1 单限比较器单限比较器运放输入端并联的两个二极管作用是保护运放的输入级运放输入端并联的两个二极管作用是保护运放的输入级 。运放输出端的运放输出端的R与与DZ构成输出限幅电路。构成输出限幅电路。 波形变换（整形）波形变换（整形）脉宽调制脉宽调制(PWM)单限比较器输出的单限比较器输出的PWM
2、波形波形 例例6.7.1 单限比较器的参考电压单限比较器的参考电压UREF0V，试分析其电压传，试分析其电压传输特性。输特性。解：根据解：根据“虚断虚断”和叠加定理和叠加定理令令求得求得得出电路的电压传输特性。得出电路的电压传输特性。(a) (b)例例6.7.1的电路图及其电压传输特性的电路图及其电压传输特性6.7.2 滞回比较器滞回比较器 滞回比较器抗干扰能力示意滞回比较器抗干扰能力示意设运放的最大输出电压设运放的最大输出电压UOM = 12V，试求：，试求：1. 分析电路的电压传输特性；分析电路的电压传输特性；2. 根据电路输入电压信号画出电路的输出电压波形。根据电路输入电压信号画出电路的
3、输出电压波形。解：解：1. 由电路图可知由电路图可知根据根据“虚断虚断” 和叠加定和叠加定理理求得求得当当uO = +6V时，时，UTH1=1.5V；当；当uO = -6V时，时，UTH2=7.5V 令令例例6.7.2例例6.7.2的输入和输出电压波形的输入和输出电压波形例例6.7.26.7.3 窗口比较器窗口比较器当当R1 =R2时时 集成电压比较器与由通用的集成运放构成的比较器的集成电压比较器与由通用的集成运放构成的比较器的区别为：区别为： (1) 通用集成运算放大器的通用集成运算放大器的工作速度工作速度较慢，一般为较慢，一般为 s数数量级；集成电压比较器翻转速度快，大约在量级；集成电压比
4、较器翻转速度快，大约在ns数量级。数量级。 (2) 通用集成运算放大器的输出级一般采用推挽电路，通用集成运算放大器的输出级一般采用推挽电路，双极性输出，输出电平比较高。与数字电路连接时需加限双极性输出，输出电平比较高。与数字电路连接时需加限幅措施。集成电压比较器的输出级为幅措施。集成电压比较器的输出级为集电极开路结构集电极开路结构，外，外接上拉电阻后，输出符合接上拉电阻后，输出符合TTL/CMOS电平，容易和数字电电平，容易和数字电路连接。路连接。6.7.4 集成电压比较器集成电压比较器延迟时间延迟时间td=12s，上升时间，上升时间tr=13.5s741与与311构成的比较器工作速度之比较构
5、成的比较器工作速度之比较 A741LM311td=2.3s，tr=0.37s集成电压比较器分类：集成电压比较器分类：按电压比较器的个数，可分为单、双和四电压比较器；按电压比较器的个数，可分为单、双和四电压比较器；按功能可分为通用型、高速型、低功耗型、低电压型和高按功能可分为通用型、高速型、低功耗型、低电压型和高精度型；精度型；按输出方式可分为普通、集电极开路输出或互补输出。按输出方式可分为普通、集电极开路输出或互补输出。6.7.4 集成电压比较器集成电压比较器1. LM311集电极集电极输出输出发射极发射极输出输出 LM339是一种是一种四电压比较器四电压比较器集成电路。采用集成电路。采用14
6、脚双列脚双列直插式的封装直插式的封装。 LM339的特点：的特点：(1) 工作电源电压范围宽，单电源、双工作电源电压范围宽，单电源、双电源均可工作；电源均可工作；(2) 输入失调电压小；输入失调电压小； (3) 对信号源的内阻对信号源的内阻要求不高；要求不高；(4) 共模输入电压范围宽；共模输入电压范围宽； (5) 差动输入电压范差动输入电压范围较大，最大可以等于电源电压；围较大，最大可以等于电源电压；(6) 输出端电位可灵活设输出端电位可灵活设置。置。LM339的管脚与功能图的管脚与功能图2. LM339用用LM339可以方便的构成单限比较器等多种比较器，可以方便的构成单限比较器等多种比较器
7、，LM339可以直接驱动可以直接驱动CMOS。(a)LM339构成的单限比较器构成的单限比较器 (b) LM339 直接驱动直接驱动CMOS电路电路 (a) (b)LM339可以直接驱动可以直接驱动TTL门电路。门电路。(c) LM339 直接驱动直接驱动TTL电路电路本章小结本章小结 本章首先给出了本章首先给出了理想运放理想运放模型，介绍了理想运模型，介绍了理想运算放大器工作在线性区和非线性区时具有的特点。算放大器工作在线性区和非线性区时具有的特点。 以此为基础，重点分析了集成运算放大器几种以此为基础，重点分析了集成运算放大器几种典型的线性应用电路典型的线性应用电路运算电路运算电路。同时介绍了集。同时介绍了集成运算放大器的基本非线性应用电路成运算放大器的基本非线性应用电路电压比较电压比较器器。【6-7】设设图图6.11.7中中的的运运算算放放大大器器都都是是理理想想的的，输输入入电电压压的的波波形形如如图图6.11.7(b)所所示示，电电容容器器上上的的初初始始电电压压为为零零，试试画画出出uo的波形。的波形。 RC
