電壓比較器的原理免費(fèi)下載

1、電壓比較器原理電壓比較器原理：電壓比較器是集成運(yùn)放非線性應(yīng)用電路，他常用于各種電子設(shè)備 中，那么什么是電壓比較器呢？下面我給大家介紹一下，它將一個(gè)模擬量電壓 信號和一個(gè)參考固定電壓相比較，在二者幅度相等的附近，輸出電壓將產(chǎn)生躍 變，相應(yīng)輸出高電平或低電平。比較器可以組成非正弦波形變換電路及應(yīng)用于 模擬與數(shù)字信號轉(zhuǎn)換等領(lǐng)域。你可以在 HTTP:/WWW .51HEI.COM 電子技術(shù)學(xué)習(xí)專欄里看到電壓比較器大量的相關(guān)信息。圖1所示為一最簡單的電壓比較器，UR為參考電壓，加在運(yùn)放的同相的輸入端，輸入電壓UI加在反相的輸入端。電壓比較器原理原理圖(A)電路圖(B)傳輸特性當(dāng)UI v UR時(shí)，運(yùn)放輸出

2、高電平，穩(wěn)壓管DZ反向穩(wěn)壓工作。輸出端電位被其箝位在穩(wěn)壓管的穩(wěn)定電壓UZ,即UO= UZ當(dāng)UI UR時(shí)，運(yùn)放輸出低電平，DZ正向?qū)?，輸出電壓等?穩(wěn)壓管的正向壓降 UD,即卩U0= UD因此，以UR為界，當(dāng)輸入電壓UI變化時(shí)，輸出端反映出兩種狀態(tài)，高電位和低電位。表示輸出電壓與輸入電壓之間關(guān)系的特性曲線，稱為傳輸特性。圖3 1(B)為(A)圖比較器的傳輸特性。常用的電壓比較器有過零電壓比較器、具有滯回特性的過零比較器、滯回電壓比較器，窗口(雙限)電壓比較器。 LM339 常用來構(gòu)成各種電壓 比較器集成電壓比較器簡介：作用：可將模擬信號轉(zhuǎn)換成二值信號，即只有高電平和低電平兩 種狀態(tài)的離散信號。

3、應(yīng)用：作為模擬電路和數(shù)字電路的接口電路。 特點(diǎn)：比集成運(yùn)放的開環(huán)增益低，失調(diào)電壓大，共模抑制比??； 但其響應(yīng)速度快， 傳輸延遲時(shí)間短， 而且不需外加限幅電路就可直接驅(qū)動(dòng)TTL 、CM0S 和 ECL 等集成數(shù)字電路； 有些芯片帶負(fù)載能力很強(qiáng)， 還可直接驅(qū)動(dòng)繼電 器和指示燈。電壓比較器工作原理及應(yīng)用電壓比較器 (以下簡稱比較器 )是一種常用的集成電路。它可用于報(bào)警器電路、自動(dòng)控制電路、測量技術(shù)，也可用于 V/F 變換電路、 A/D 變換電 路、高速采樣電路、電源電壓監(jiān)測電路、振蕩器及壓控振蕩器電路、過零檢測 電路等。本文主要介紹其基本概念、工作原理及典型工作電路，并介紹一些常用的電壓比較器。什么

4、是電壓比較器簡單地說， 電壓比較器是對兩個(gè)模擬電壓比較其大小 （也有兩個(gè)數(shù) 字電壓比較的，這里不介紹 ），并判斷出其中哪一個(gè)電壓高，如圖1 所示。圖1（A） 是比較器，它有兩個(gè)輸入端：同相輸入端 （“+”端）及反相輸入端 （“-”端），有一個(gè)輸出端 VOUT（ 輸出電平信號 ）。另外有電源V+及地（這是個(gè)單電源比較器），同相端輸入電壓 VA，反相端輸入VB。VA和VB的變化如圖1（B）所示。在時(shí)間 0T1時(shí)，VA>VB ;在T1T2 時(shí)，VB>VA ;在T2T3時(shí)，VA>VB。在這種情況下， VOUT的輸出如圖1（C） 所示： VA>VB 時(shí)， VOUT 輸出高電平 （

5、飽和輸出 ）; VB>VA 時(shí)， VOUT 輸出低 電平。根據(jù)輸出電平的高低便可知道哪個(gè)電壓大。oV+liu iVl兒urr耳urr V、咱反祁攜 |V|們矗Hftfi捅團(tuán)1如果把VA輸入到反相端，VB輸入到同相端，VA及VB的電壓 變化仍然如圖1(B)所示，則VOUT輸出如圖1(D)所示。與圖1(C)比較，其輸 出電平倒了一下。輸出電平變化與 VA、VB的輸入端有關(guān)。圖2(A)是雙電源(正負(fù)電源)供電的比較器。如果它的 VA、VB輸 入電壓如圖1(B)那樣，它的輸出特性如圖 2(B)所示。VB>VA時(shí)，VOUT輸出 飽和負(fù)電壓。4)圖2如果輸入電壓VA與某一個(gè)固定不變的電壓 VB

6、相比較，如圖3(A) 所示。此 VB稱為參考電壓、基準(zhǔn)電壓或閾值電壓。如果這參考電壓是0V(地電平)，如圖3(B)所示，它一般用作過零檢測。比較器的工作原理比較器是由運(yùn)算放大器發(fā)展而來的，比較器電路可以看作是運(yùn)算 放大器的一種應(yīng)用電路。由于比較器電路應(yīng)用較為廣泛，所以開發(fā)出了專門的 比較器集成電路。圖4(A)由運(yùn)算放大器組成的差分放大器電路，輸入電壓VA經(jīng)分壓器R2、R3分壓后接在同相端，VB通過輸入電阻R1接在反相端，RF為反 饋電阻，若不考慮輸入失調(diào)電壓， 則其輸出電壓 VOUT與VA、VB及4個(gè)電阻 的關(guān)系式為：VOUT=(1+RF/R1) R3/(R2+R3)VA-(RF/R1)VB。

7、若 R1=R2, R3=RF， 則V0UT=RF/R1(V A-VB)，RF/R1為放大器的增益。當(dāng) R1= R2=0(相當(dāng)于 R1、 R2短路),R3=RF=s(相當(dāng)于R3、RF開路)時(shí)，VOUT=增益成為無窮大，其電路圖就形成圖4(B)的樣子，差分放大器處于開環(huán)狀態(tài)，它就是比較器電路。 實(shí)際上，運(yùn)放處于開環(huán)狀態(tài)時(shí)，其增益并非無窮大，而VOUT輸出是飽和電壓， 它小于正負(fù)電源電壓，也不可能是無窮大。從圖4中可以看出，比較器電路就是一個(gè)運(yùn)算放大器電路處 于開環(huán)狀態(tài)的差分放大器電路。同相放大器電路如圖 5所示。如果圖5中RF=a, R仁0時(shí)，它就變成與圖3(B)一樣的比較器電路了。圖 5中的VI

8、N相當(dāng)于圖3(B)中的VA。比較器與運(yùn)放的差別運(yùn)放可以做比較器電路，但性能較好的比較器比通用運(yùn)放的開環(huán)增益更高，輸入失調(diào)電壓更小，共模輸入電壓范圍更大，壓擺率較高（使比較器響應(yīng)速度更快）。另外，比較器的輸出級常用集電極開路結(jié)構(gòu)，如圖 6所示，它 外部需要接一個(gè)上拉電阻或者直接驅(qū)動(dòng)不同電源電壓的負(fù)載， 應(yīng)用上更加靈活。 但也有一些比較器為互補(bǔ)輸出，無需上拉電阻。電甲轉(zhuǎn)換驅(qū)動(dòng)蹇電器圖&這里順便要指出的是，比較器電路本身也有技術(shù)指標(biāo)要求，如精 度、響應(yīng)速度、傳播延遲時(shí)間、靈敏度等，大部分參數(shù)與運(yùn)放的參數(shù)相同。在 要求不高時(shí)可采用通用運(yùn)放來作比較器電路。如在A/D變換器電路中要求采用精密比較器

9、電路。由于比較器與運(yùn)放的內(nèi)部結(jié)構(gòu)基本相同，其大部分參數(shù)（電特性參數(shù)）與運(yùn)放的參數(shù)項(xiàng)基本一樣（如輸入失調(diào)電壓、輸入失調(diào)電流、輸入偏置電流 等）。比較器典型應(yīng)用電路這里舉兩個(gè)簡單的比較器電路為例來說明其應(yīng)用1散熱風(fēng)扇自動(dòng)控制電路一些大功率器件或模塊在工作時(shí)會(huì)產(chǎn)生較多熱量使溫度升高，一 般采用散熱片并用風(fēng)扇來冷卻以保證正常工作。這里介紹一種極簡單的溫度控 制電路，如圖7所示。負(fù)溫度系數(shù)（NTC）熱敏電阻RT粘貼在散熱片上檢測功率 器件的溫度（散熱片上的溫度要比器件的溫度略低一些 ），當(dāng)5V電壓加在RT及 R1電阻上時(shí)，在A點(diǎn)有一個(gè)電壓 VA。當(dāng)散熱片上的溫度上升時(shí)，則熱敏電阻 RT的阻值下降，使 V

10、A上升。RT的溫度特性如圖8所示。它的電阻與溫度變 化曲線雖然線性度并不好， 但是它是單值函數(shù)（即溫度一定時(shí)，其阻值也是一定 的單值）。如果我們設(shè)定在80 C時(shí)應(yīng)接通散熱風(fēng)扇，這 80C即設(shè)定的閾值溫度 TTH，在特性曲線上可找到在 80C時(shí)對應(yīng)的RT的阻值。R1的阻值是不變的（它 安裝在電路板上，在環(huán)境溫度變化不大時(shí)可認(rèn)為R1值不變），則可以計(jì)算出在80C時(shí)的VA值。R2與RP組成分壓器，當(dāng)5V電源電壓是穩(wěn)定電壓時(shí)（電壓穩(wěn)定性較好），調(diào)節(jié)RP可以改變VB的電壓（電位器中心頭的電壓值）。VB值為比較器 設(shè)定的閾值電壓，稱為 VTH。設(shè)計(jì)時(shí)希望散熱片上的溫度一旦超過80C時(shí)接通散熱風(fēng)扇實(shí)現(xiàn)散熱，

11、則VTH的值應(yīng)等于80 C時(shí)的K值。一旦VA>VTH，貝吐匕較器輸出低電 平，繼電器K吸合，散熱風(fēng)扇（直流電機(jī)）得電工作，使大功率器件降溫。VA、VTH電壓變化及比較器輸出電壓 VOUT的特性如圖9所示。這里要說清楚的 是在VA開始大于VTH時(shí)，風(fēng)扇工作，但散熱體有較大的熱量，要經(jīng)過一定時(shí) 問才能把溫度降到80C以下。從圖7可看出，要改變閾值溫度TTH十分方便，只要相應(yīng)地改變VTH值即可。VTH值增大，TTH增大；反之亦然，調(diào)整十分方便。只要 RT 確定，RT的溫度特性確定，貝U R1、R2、RP可方便求出（設(shè)流過RT、R1及R2、RP的電流各為 0.10.5MA）。2.窗口比較器窗口比

12、較器常用兩個(gè)比較器組成 （雙比較器），它有兩個(gè)閾值電壓VTHH（高閾值電壓）及VTHL（低閾值電壓），與VTHH及VTHL比較的電壓 VA 輸入兩個(gè)比較器。若 VTHL < VA < VTHH , VOUT輸出高電平；若 VA<VTHL ,VA>VTHH，則VOUT輸出低電平，如圖10所示。圖10是一個(gè)冰箱報(bào)警器電路。冰箱正常工作溫度設(shè)為 05C, （0C到5 C是一個(gè)“窗口” ），在此溫度范 圍時(shí)比較器輸出高電平（表示溫度正常）；若冰箱溫度低于0V或高于5C,貝吐匕較器輸出低電平，此低電平信號電壓輸入微控制器畑輸出高電罕LTIDI7 琨比農(nóng)3J3.lt2S8.3k66$kUTJ BI “53 3山溫度傳感器采用 NTC熱敏電阻RT,已知RT在0C時(shí)阻值為333.1KQ ; 5C時(shí)阻值為258.3KQ,則按1.5V工作電壓及流過 R1、RT的電流 約1.5UA，可求出R1的值。R1的值確定后，可計(jì)算出 0C時(shí)的VA值為 0.5V（按圖 10 中 R1=665K Q 時(shí)），5C時(shí)的 VA 值為 0.42V，貝U VTHL=0.42V , V