《比较器模拟电子技术基础ppt课件》由会员分享，可在线阅读，更多相关《比较器模拟电子技术基础ppt课件（20页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、模模拟电子技子技术根底根底安徽理工大学安徽理工大学电气工程系气工程系主讲 ：黄友锐第十六第十六讲 14.1 比较器 14.2 非正弦波发生电路14.1 比较器14.1.1 固定幅度比固定幅度比较器器14.1.2 滞回比滞回比较器器14.1.3 窗口比窗口比较器器14.1.4 比比较器的运用器的运用 比比较较器器是是将将一一个个模模拟拟电电压压信信号号与与一一个个基基准准电电压压相相比较的电路。比较的电路。 常常用用的的幅幅度度比比较较电电路路有有电电压压幅幅度度比比较较器器、窗窗口口比比较较器器和和具具有有滞滞回回特特性性的的比比较较器器。这这些些比比较较器器的的阈阈值值是是固固定定的的，有有
2、的的只只需需一一个个阈阈值值，有有的的具具有两个阈值。有两个阈值。 14.1.1 固定幅度比较器 (1) 过零比零比较器和器和电压幅度比幅度比较器器 过零零电压比比较器器是是典典型型的的幅幅度度比比较电路路，它它的的电路路图和和传输特特 性性 曲曲 线 如如 图14.01所示。所示。(a)(b) 图图14.01 过零电压比较器过零电压比较器(a)电路图电路图(b)传输特性曲线传输特性曲线 将将过过零零电电压压比比较较器器的的一一个个输输入入端端从从接接地地改改接接到到一一个个电电压压值值VREF 上上 , 就就得得到到电电压压幅幅度度比比较较器器，它它的的电电路路图图和和传传输输特特性曲线如图
3、性曲线如图14.02所示。所示。 图图14.02 固定电压比较器固定电压比较器(a)电路图电路图(b)传输特性曲线传输特性曲线(2)(2)比较器的根本特点比较器的根本特点任务在开环或正反响形状。任务在开环或正反响形状。开开关关特特性性，因因开开环环增增益益很很大大，比比较较器器的的输输出只需高电平和低电平两个稳定形状。出只需高电平和低电平两个稳定形状。非非线线性性，因因大大幅幅度度任任务务，输输出出和和输输入入不不成成线性关系。线性关系。输入不存在虚短的概念输入不存在虚短的概念14.1.2 滞回比较器滞回比较器 从从输出出引引一一个个电阻阻分分压支支路路到到同同相相输入入端端，电路路如如图14
4、.03(a)所示。当所示。当输入入电压vI从零逐从零逐渐增大，且增大，且: 时，时， ， 称为称为上限阈值上限阈值(触发触发)电平。电平。当输入电压当输入电压 时，时， ， 此此时时触触发发电电平平变变为为 ， 称称为下限阈值为下限阈值(触发触发)电平。电平。图图14.03(a)滞回比较器电路图滞回比较器电路图 当当 逐逐渐渐减减小小，且且 以以前前， 一一直直等等于于 ，因因此此出出现如图现如图14.03(b)所示的滞回特性曲线。所示的滞回特性曲线。回差电压 ：图图14.03滞回比较电路滞回比较电路 的传输特性的传输特性14.1.3 窗口比较器窗口比较器 窗窗口口比比较较器器的的电电路路如如
5、图图14.04所所示示。电电路路由由两两个个幅幅度度比比较较器和一些二极管与电阻构成。器和一些二极管与电阻构成。设设R1 =R2，那，那么有：么有： 图图14.04 窗口比较器窗口比较器 窗口比窗口比较器的器的电压传输特性如下特性如下页图 14.05所示。所示。 当当vIVH时，vO1为高高电平平，D3导通通；vO2为低低电平平, D4截截止止，vO= vO1。 当当vI VL时，vO2为高高电平，平，D4导通；通；vO1为低低电平，平，D3截止，截止，vO= vO2。 当当VH vI VL时，vO1为低低电平，平，vO2为低低电平，平，D3、D4截止，截止，vO为低低电平。平。 图图14.0
6、5 窗口比较器的传输特性窗口比较器的传输特性 信号的电位程度高于信号的电位程度高于某规定值某规定值VH的情况，相当的情况，相当比较电路正饱和输出。比较电路正饱和输出。 信号的电位程度低于信号的电位程度低于某规定值某规定值VL的情况，相当的情况，相当比较电路负饱和输出。比较电路负饱和输出。 该比比较器有两个器有两个阈值，传输特性曲特性曲线呈窗口状，呈窗口状，故称故称为窗口比窗口比较器。器。14.1.4 比较器的运用比较器的运用 比比较较器器主主要要用用来来对对输输入入波波形形进进展展整整形形，可可以以将将不不规规那那么么的输入波形整形为方波输出的输入波形整形为方波输出,其原理图如图其原理图如图1
7、4.06所示。所示。(a) 正弦波正弦波变换为矩形波矩形波 (b) 有干有干扰正弦波正弦波变换为方波方波 图14.06 用比用比较器器实现波形波形变换14.2.1 方波发生电路14.2.2 三角波发生电路14.2.3 锯齿波发生电路 14.2 非正弦波发生电路 14.2.1 方波发生电路 方方波波发发生生电电路路是是由由滞滞回回比比较较电电路路和和RC定定时时电电路路构构成成的的，电路如图电路如图14.07所示。所示。(1)(1)任务原理任务原理电源源刚接通接通时, 设 电容电容C充电，充电， 升高。参阅图升高。参阅图14.08。图图14.07 方波发生器方波发生器 当当 时， ，所以，所以
8、电容容C放放电， 下降。下降。 当当 ，时，前往初态。时，前往初态。 方方波波周周期期用用过渡渡过程程公公式可以方便地求出式可以方便地求出 图14.08 方波发生器波形图动画14-1 动画14-2 图14.07 方波发生器(2)(2)占空比可占空比可调的矩形波的矩形波电路路 显然然为了了改改动输出出方方波波的的占占空空比比，应改改动电容容器器 C 的充的充电和放和放电时间常数。占空比可常数。占空比可调的的矩形波矩形波电路路见图14.09。 C充充电时，充充电电流流经电位位器器的的上上半半部部、二二极极管管D1、Rf； C放放电时，放放电电流流经Rf、二二极极管管D2、电位位器器的的下半部。下半
9、部。 图14.09 占空比可占空比可调方波方波发生生电路路 占空比为：占空比为： 其中，其中， 是电位器中点到是电位器中点到上端电阻，上端电阻， 是二极管是二极管D1的的导通电阻。导通电阻。 其中，其中， 是二极管是二极管D2的的导通通电阻。即改阻。即改动 的中点位置，占的中点位置，占空比就可改空比就可改动。 图14.08 方波发生器波形图14.2.2 三角波发生器三角波发生器 三三角角波波发发生生器器的的电电路路如如图图14.10所所示示。它它是是由由滞滞回回比比较较器器和和积积分分器器闭闭环环组组合合而而成成的的。积积分分器器的的输输出出反反响响给给滞滞回回比比较器，作为滞回比较器的较器，
10、作为滞回比较器的 。1. 当当vO1=+VZ时,那那么么电容容C 充充电, 同同时vO按按线性性逐逐渐下下降降，当当使使A1的的VP略略低低于于VN 时，vO1从从+VZ跳跳变为-VZ。波形波形图参参阅图14.11。 图14.10 三角波发生器2. 在在vO1=-VZ后后，电容容C开开场放放电，vO按按线性性上上升升, 当当使使A1的的VP略略大大于于零零时，vO1从从-VZ跳跳变为+ VZ ，如如此此周周而而复复始始，产生生振振荡。vO的的上上升升时间和和下下降降时间相相等等，斜斜率率绝对值也也相相等等，故故vO为三角波。三角波。图14.11 三角波发生器的波形输出峰值振荡周期：动画 14-
11、3 14.2.3 锯齿波发生器锯齿波发生器 锯齿波波发生生器器的的电路路如如图14.12所所示示。显然然，为了了获得得锯齿波，波，应改改动积分器的充放分器的充放电时间常数。常数。图中二极管中二极管D和和 R 将将使使充充电时间常常数数减减为(RR)C，而而放放电时间常常数数仍仍为RC。 图14.12 锯齿波波发生器生器电路路图 锯齿波波电路路的的输 出出 波波 形形 图 如如 图14.13所示。所示。 图图14.13 锯齿波发生器的波形锯齿波发生器的波形 锯齿波波周周期期可可以以根根据据时间常常数数和和锯齿波波的的幅幅值求得。求得。锯齿波的幅波的幅值为：vo1m=|Vz|= vomR2/R1vom= |Vz| R1/R2于是有于是有动画14-4
