2022年2022年集成运放组成的电压比较器 .pdf

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1、Intersil 社区：http:/ 电位之间的相对大小，它至少有两个输入端及一个输出端，通常用一个输入端接被比较信号Ui，另一个则接基准电压 VR定门限电压(或称阀值)的 UT。输出通常仅且仅有二种可能即高、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：运放在线性运用时，由于开环增益一般在105以上，所以其对应的输入的线性范围很小，Ui数量级，为了拓宽其线性范围就必须引入负反馈，降低其开环增益。而比较器则希望其输入的线性范围越小越好(即比较灵敏度越高)采用开环或使开环增益更高的正反馈应用。在这儿有必要重复展现运放开环电压传输特性。见图8.

2、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，只在经过极窄的线性区时，才遵循在线性工作时才特有的“虚短”，其它时刻“虚短”不复存在。(3)若横坐标采用与纵坐标相同的标尺，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)名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 1 页，共 9 页 -Intersil 社区：http:/ UR分别接运放两输入端的开环串接比较器，见图8.2.2UiURUo=+UomUi0时，即Uo=+Uom当 Uoc0时，即

3、Uo=-Uom可见 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，在阀值附近回出现Ui+Ui(干扰信号多出现在阀值电压上，下波动，以致出现条纹误翻转，而迟滞比较器利用其传输特性的回差电压，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输特性见图8.2.4名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 3 页，共 9 页 -Intersil 社区：http:/ 从小变到大时，Uo一直为高电平，只有当Ui 到达上门限电压时，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

4、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 一直为低电平，只有当Ui 到达上门限电压时，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 才会翻转为低电平同相型：Ui接运放同相端反相型：Ui接运放反相端均由二根传输特性(1)，(2)合成，同相型.当 Ui从低值UTH，Uo 从 UOLUOH；当 Ui从高值UTL时，Uo 从 UOHUOL。反相型则类同。UTH，UTL为二个阀值，UT(回差)UTHUTL|UOH|=|UOL|或|UOH|UOL|根据输出是否有箝位电路而定。2.二种基型迟滞比较器(1)反相型

5、迟滞比较器见图8.2.5名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 4 页，共 9 页 -Intersil 社区：http:/ 被箝位在 UZ，避免运放计入过饱和。假设 Ui在足够低时，UiU+，Uo=Uoff=+UZ(始终稳定)此时 当 Ui从低值 若 UiU+时，Uo 从+UZ-UZ此时 当 Ui从高值 至 Ui，Uo 从-UZ+UZ 门限宽度 UT=UTH-UTL=当 UR=0时，Ui无论从足够低或足够高单调增加或单调减少，Uo仅翻转一次，即过了阀值后就名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 5 页，共 9 页 -Intersil 社区：http:/ Ur（Uth）端，使

6、该阀值电压变高或变低了。只要门限宽度UT=UTH-UTL幅度大于 UI在阀值电压波动的幅度，Uo 就不会翻转了，所以比单限比较器抗干扰能力强多了。(2)同相迟滞比较器见图8.2.6UTL=U 设 Ui足够低，使U+U=UR，Uo=UoL=-UZ(初始稳态)若要使 Uo从-UZ上升到+UZ，必须使Ui，以致使U+U=UR才行，而此时对应UR的 Ui=UTH 当 Ui从低值 ，使即此时 Uo 从-UZ+UZ 当 Ui从高值 ，使时所对应的Ui=UTL即此时 Uo 从+UZ-UZ名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 6 页，共 9 页 -Intersil 社区：http:/ 只改变一次状

7、态，过了阀值后只维持在一种稳态上。我的理解：首先求出阀值电压；阀值电压是在放大器处在线性区域时求得的，不过在正反馈中，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，才能用到虚断和虚短的）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，当输入电压大于或小于这个Uth 时，输出就会有跳变。所以当 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

8、.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，因此它可以判别Ui是否在两个电平之间。它实际上由二个单限开环比较器组成，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造成运放损坏。名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 7 页，共 9 页 -Intersil 社区：http:/ 采用上面窗口比较器可以区分三极管 是否在需要范围内，比如记为合格范围为50100，其它 100 均要取出，则可用发光二极管亮表示一种越限极警，不亮记为可通过即 合格。改接一下上述输入输出回路即方便可得名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 8 页，共 9 页 -Intersil 社区：http:/ 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区分=50，100 找出时应得URL及 URH对应图8.2.7(b)传输特性可画出 与 Uo 的关系即名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 9 页，共 9 页 -