模电第七章电压比较器精选文档.ppt

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1、模电课件第七章电压比较器2022/10/25模电课件本讲稿第一页，共二十二页2022/10/25模电课件7.5.1 电压比较器电压比较器一、电压比较器基本概念一、电压比较器基本概念 电电压压比比较较器器是是集集成成运运放放的的另另一一类类基基本本应应用用电电路路，作作用用是是对对两两个个输输入入电电压压进进行行比比较较，比比较较的的结结果果及及输输出出只只有有两两种种状状态态，既既高电平和低电平高电平和低电平 当当uiuREF uo=uoL “0”模拟与数字电路的接口电路模拟与数字电路的接口电路一位模数转换电路一位模数转换电路电压比较器电压比较器本讲稿第二页，共二十二页2022/10/25模电

2、课件1 理想运放工作在非线性区的特点理想运放工作在非线性区的特点1)开关特性开关特性非线性区的理想运放内某些三极管饱和或截止，使运非线性区的理想运放内某些三极管饱和或截止，使运放工作在开关状态放工作在开关状态uouiuREFuu输出电压的值只有两种可能：输出电压的值只有两种可能：或等于正向饱和值；或等或等于正向饱和值；或等于负向饱和值。于负向饱和值。时，发生状态的转换。时，发生状态的转换。此时的输入电压称为此时的输入电压称为“阀值阀值电压电压”或或“门限电压门限电压”，用，用UTH表示。表示。本讲稿第三页，共二十二页2022/10/25模电课件UOLUOH非线非线性区性区非线非线性区性区uOu

3、+-u-0一般运放输出端不接限幅的情况下，输出电压的高、低一般运放输出端不接限幅的情况下，输出电压的高、低电平在数值上分别与运放的正负电源电压值接近电平在数值上分别与运放的正负电源电压值接近uouiuREFuuVCCVCC理想特性理想特性线性区线性区uo=Aoduid=Aod(u+-u-)本讲稿第四页，共二十二页2022/10/25模电课件理想运放工作在非线性区时的特点理想运放工作在非线性区时的特点2)理想运放的输入电流等于零理想运放的输入电流等于零“虚断虚断”理想运放理想运放rid=，uouiuREFVCCVCCi+i-3)理想运放工作在非线性区时不引入负理想运放工作在非线性区时不引入负反馈

4、，一般工作在开环状态反馈，一般工作在开环状态只在判断临界状态时才只在判断临界状态时才适用适用“虚断虚断”、“虚短虚短”UOLUOH非线非线性区性区非线非线性区性区uOu+-u-0线性区线性区本讲稿第五页，共二十二页2022/10/25模电课件鉴鉴 别别不不 灵灵敏区敏区4)鉴别灵敏度鉴别灵敏度 uouiuREFVCCVCCAud=由于实际的运放由于实际的运放 Audui在在UREF附近的一个很小范围附近的一个很小范围内存在一个鉴别不灵敏区，在内存在一个鉴别不灵敏区，在该范围内输出状态即非该范围内输出状态即非UOH又又非非UOL，故无法实现对输入电，故无法实现对输入电平大小进行判别。平大小进行判

5、别。一般一般AudU鉴鉴别灵敏度别灵敏度本讲稿第六页，共二十二页2022/10/25模电课件2电压比较器电压比较器1)反向电压比较器反向电压比较器uiURuouu基准参考基准参考电压电压时，发生状态的转换。时，发生状态的转换。此时的输入电压此时的输入电压ui称为称为“阀值电压阀值电压”或或“门限电压门限电压”，用，用UTH表示。表示。UTH UR0uiuOUoLUoHUR输入电压输入电压0本讲稿第七页，共二十二页2022/10/25模电课件0uiuO2)2)过零比较器（零电平检测器）过零比较器（零电平检测器）-+uiuORR根据虚断：根据虚断：UOLUOHRO阀值电压：阀值电压：本讲稿第八页，

6、共二十二页2022/10/25模电课件uituot-+uiuORRRO过零比较器的输入、输出波形过零比较器的输入、输出波形00本讲稿第九页，共二十二页2022/10/25模电课件二、单限比较器二、单限比较器根据虚断：根据虚断：-+uiuORRROUR0uiuO-UZ+UZ阀值电压：阀值电压：UR本讲稿第十页，共二十二页2022/10/25模电课件uituot脉宽调制器脉宽调制器 00UREFuouiUREFW比较器输出脉冲宽度将随输入信号的变化而变比较器输出脉冲宽度将随输入信号的变化而变化化 UREF：三角波三角波ui：慢变化信号慢变化信号W本讲稿第十一页，共二十二页2022/10/25模电课

7、件-+uiuOR1RRO求和型单限比较器求和型单限比较器二、单限比较器二、单限比较器根据虚断：根据虚断：阀值电压。阀值电压。URR20uiuO-UZ+UZUTH单限电压比较器具单限电压比较器具有电路简单、灵敏有电路简单、灵敏度高等优点，存在度高等优点，存在的主要问题是抗干的主要问题是抗干扰能力差。扰能力差。本讲稿第十二页，共二十二页2022/10/25模电课件二、单限比较器二、单限比较器单限电压比较器具有电路简单、灵敏度高等优单限电压比较器具有电路简单、灵敏度高等优点，存在的主要问题是抗干扰能力差。点，存在的主要问题是抗干扰能力差。0uiuO-UZ+UZURuotuit00门限电压门限电压-+

8、uiuORRRO误判断：误判断：本讲稿第十三页，共二十二页2022/10/25模电课件二、单限比较器二、单限比较器单限电压比较器具有电路简单、灵敏度高等优点，存在的主要问单限电压比较器具有电路简单、灵敏度高等优点，存在的主要问题是抗干扰能力差。题是抗干扰能力差。0tui门限电压门限电压0tuO0uiuO-UZ+UZUR干扰脉冲干扰脉冲+UZ-UZ本讲稿第十四页，共二十二页2022/10/25模电课件-+uiuOR2R1ROUR三、迟滞比较器（施密特触发器）三、迟滞比较器（施密特触发器）Rf引入的是正反馈。引入的是正反馈。根据叠加原理：根据叠加原理：Rfif若原来若原来uO=+UZ，当当ui逐渐

9、逐渐增大时，使增大时，使uO从从+UZ跳变为跳变为-UZ所需的门限电平所需的门限电平UTH+为：为：若原来若原来uO=-UZ，当当ui逐渐逐渐减小时，使减小时，使uO从从-UZ 跳跳变为变为+UZ所需的门限电平所需的门限电平UTH-为：为：Rf引入何种反馈？引入何种反馈？UZUZ-UZ-UZ本讲稿第十五页，共二十二页2022/10/25模电课件0uiuO传输特性传输特性当当ui逐渐增大时，逐渐增大时，uO从从+UZ跳变为跳变为-UZ时：时：当当ui逐渐减小时，逐渐减小时，uO从从-UZ 跳变为跳变为+UZ时：时：-UZ+UZUTH+UTH-上限门限电压上限门限电压下限门限电压下限门限电压门限宽

10、度或回差门限宽度或回差与参考电压无关。与参考电压无关。本讲稿第十六页，共二十二页2022/10/25模电课件7.1 填空题填空题（1）理想集成运放开环电压放大倍数理想集成运放开环电压放大倍数Aud=（），（），输输入电阻入电阻Rid=（），（），输出电阻输出电阻Rid=（），（），共模抑共模抑制比制比KCMR=（），（），开环带宽开环带宽BW=（）（）。0（2）集成运放第一级常采用集成运放第一级常采用（）（）电路，主要是电路，主要是为了减少（为了减少（），），提高提高（）（）。差动放大差动放大零点漂移零点漂移KCMR（3）理想集成运放在线性工作时，其两输入端的电位理想集成运放在线性工作时，其两

11、输入端的电位（），电流，电流（）（）。相等相等相等且为零相等且为零（4）在集成运放的反相比例运算中在集成运放的反相比例运算中,引入引入()反馈，反馈，而同而同相比例运算中，引入相比例运算中，引入（）（）反馈反馈。电压并联电压并联电压串联电压串联（5）用）用理想集成运放组成的放大器理想集成运放组成的放大器,应工作在应工作在()状态状态,而电压比较器而电压比较器应工作在应工作在（）（）状态状态,所以电压比较器的所以电压比较器的输出只有输出只有（）（）和和（）两种电平两种电平。线性线性非线性非线性高电平高电平低电平低电平 本讲稿第十七页，共二十二页2022/10/25模电课件（6）集成运放集成运放“

12、虚短虚短”的概念是指的概念是指（），（），（），），“虚地虚地”的概念是指的概念是指（）（），（，（）。u+=u-i+=i-=0u+=u-=0i+=i-=0（7）集成运放反相输入端和反馈支路上的电阻分别为集成运放反相输入端和反馈支路上的电阻分别为R1和和R Rf f 则反相比例运算和同相比例运算的则反相比例运算和同相比例运算的Auf分别为分别为（），（），（）。（8）在基本积分电路和微分电路中，反馈支路应分别接在基本积分电路和微分电路中，反馈支路应分别接（）和（）和（），在基本对数电路和指数电路中，反馈支路在基本对数电路和指数电路中，反馈支路应分别接应分别接（）和（）和（）。电容电容电阻电阻晶

13、体管晶体管电阻电阻本讲稿第十八页，共二十二页2022/10/25模电课件选择选择题题(1)在集成运放中，其输入级都采用各种形式的差动电路，在集成运放中，其输入级都采用各种形式的差动电路，主要是为了主要是为了a)抑制差模和共模信号输出抑制差模和共模信号输出b)放大差模和共模信号放大差模和共模信号c)放大差模信号和抑制共模信号放大差模信号和抑制共模信号d)放大共模信号和抑制差模信号放大共模信号和抑制差模信号c(2)在集成运放中，第一级采用差放，在集成运放中，第一级采用差放，主要是有助于主要是有助于a)Ridb)Audc)零漂零漂d)起匹配作用起匹配作用c本讲稿第十九页，共二十二页2022/10/2

14、5模电课件(3)与反相比例运放相比，同相比例运放的主要优点是与反相比例运放相比，同相比例运放的主要优点是a)输入电阻高输入电阻高b)电压增益大电压增益大c)零点漂移小零点漂移小d)不易自激不易自激a本讲稿第二十页，共二十二页2022/10/25模电课件(4)反相比例运放、同相比例运放和差动比例运放的输反相比例运放、同相比例运放和差动比例运放的输入电阻分别为入电阻分别为Ri1 Ri2 Ri3，则它们的关系符合，则它们的关系符合a)Ri1 Ri2 Ri3 b)Ri1 Ri3 Ri2c)Ri1 Ri2 Ri3 d)Ri2 Ri3 Ri1 bR1uiuoRfuuRRuoRfuuiii+if fi-uiR本讲稿第二十一页，共二十二页2022/10/25模电课件(5)理想运算放大器的应用电路中，若有理想运算放大器的应用电路中，若有uid=0，则运放则运放为为a)开环状态开环状态b)有负反馈有负反馈c)有正反馈有正反馈d)不能判断不能判断b(6)运算放大器同相电压跟随器中有运算放大器同相电压跟随器中有a)电压串联负反馈电压串联负反馈b)电压并联负反馈电压并联负反馈c)电流串联负反馈电流串联负反馈d)电流并联负反馈电流并联负反馈a本讲稿第二十二页，共二十二页