比較器的基本原理及應(yīng)用課件

1、比較器的基本原理及應(yīng)用 運(yùn)放的非線性應(yīng)用電路運(yùn)放的非線性應(yīng)用電路 比較器 非線性應(yīng)用：非線性應(yīng)用：是指由運(yùn)放組成的電路處于非線性狀是指由運(yùn)放組成的電路處于非線性狀態(tài)，輸出與輸入的關(guān)系態(tài)，輸出與輸入的關(guān)系 uo=f( ui ) 是非線性函數(shù)。是非線性函數(shù)。確定運(yùn)放工作區(qū)的方法：確定運(yùn)放工作區(qū)的方法：判斷電路中有無(wú)負(fù)反饋。判斷電路中有無(wú)負(fù)反饋。若有負(fù)反饋，則運(yùn)放工作在線性區(qū)；若有負(fù)反饋，則運(yùn)放工作在線性區(qū)；若無(wú)負(fù)反饋，或有正反饋，則運(yùn)放工作在非線性區(qū)。若無(wú)負(fù)反饋，或有正反饋，則運(yùn)放工作在非線性區(qū)。處于非線性狀態(tài)運(yùn)放的特點(diǎn)：處于非線性狀態(tài)運(yùn)放的特點(diǎn)：1. 虛短路不成立。虛短路不成立。2. 輸入電阻仍

2、可以認(rèn)為很大。輸入電阻仍可以認(rèn)為很大。3. 輸出電阻仍可以認(rèn)為是輸出電阻仍可以認(rèn)為是0。比較器的基本原理及應(yīng)用 比較器的功能是比較兩個(gè)電壓的大小。 常用的幅度比較電路有電壓幅度比較器、窗口比較器和具有滯回特性的施密特觸發(fā)器。這些比較器的閾值是固定的，有的只有一個(gè)閾值，有的具有兩個(gè)閾值。比較器的基本特點(diǎn)為： 工作在開(kāi)環(huán)或正反饋狀態(tài)。開(kāi)關(guān)特性，因開(kāi)環(huán)增益很大，比較器的輸出只有高電平和低電平兩個(gè)穩(wěn)定狀態(tài)。非線性，因大幅度工作，輸出和輸入不成線性關(guān)系。比較器的基本原理及應(yīng)用 1 簡(jiǎn)單電壓比較器簡(jiǎn)單電壓比較器uoui0+Uom-UomUR傳輸特性傳輸特性UR：參考電壓：參考電壓 ui ：被比較信號(hào)：被比

3、較信號(hào) +uouiUR特點(diǎn)：運(yùn)放處于開(kāi)環(huán)狀態(tài)。特點(diǎn)：運(yùn)放處于開(kāi)環(huán)狀態(tài)。當(dāng)當(dāng)ui UR時(shí)時(shí) , uo = +Uom當(dāng)當(dāng)ui UR時(shí)時(shí) , uo = -Uom 一、若一、若ui從同相端輸入從同相端輸入比較器的基本原理及應(yīng)用 +uouiURuoui0+Uom-UomUR當(dāng)當(dāng)ui UR時(shí)時(shí) , uo = -Uom 二、二、 若若ui從反相端輸入從反相端輸入比較器的基本原理及應(yīng)用 uoui0+UOM-UOM+uoui三、過(guò)零比較器三、過(guò)零比較器: (UR =0時(shí)時(shí))+uouiuoui0+UOM-UOM比較器的基本原理及應(yīng)用 +uouitui例：例：利用電壓比較器將正利用電壓比較器將正弦波變?yōu)榉讲?。弦波?/p>

4、為方波。uot+Uom-Uom比較器的基本原理及應(yīng)用 分析分析1. 因?yàn)橛姓答?，所以因?yàn)橛姓答?，所以輸出飽和。輸出飽和?. 當(dāng)當(dāng)uo正飽和時(shí)正飽和時(shí)(uo =+UOM) ：U+HomUURRRU2113. 當(dāng)當(dāng)uo負(fù)飽和時(shí)負(fù)飽和時(shí)(uo =UOM) ：LomUURRRU211+uoRR2R1ui參考電壓由參考電壓由輸出電壓決定輸出電壓決定2 施密特觸發(fā)器遲滯比較器施密特觸發(fā)器遲滯比較器特點(diǎn)：特點(diǎn)：電路中使用正反饋，電路中使用正反饋， 運(yùn)放處于非線性狀態(tài)。運(yùn)放處于非線性狀態(tài)。1. 沒(méi)加參考電壓的下沒(méi)加參考電壓的下行遲滯比較器行遲滯比較器比較器的基本原理及應(yīng)用 omHURRRU211omLU

5、RRRU211分別稱(chēng)分別稱(chēng)UH和和UL上下門(mén)限電壓上下門(mén)限電壓。稱(chēng)。稱(chēng)(UH - UL)為為回差或門(mén)限寬度回差或門(mén)限寬度。當(dāng)當(dāng)ui 增加到增加到UH時(shí)，輸出時(shí)，輸出由由Uom跳變到跳變到-Uom；+uoRR2R1ui當(dāng)當(dāng)ui 減小到減小到UL時(shí)，輸出時(shí)，輸出由由-Uom跳變到跳變到Uom 。傳輸特性：傳輸特性：UHULuoui0Uom-Uom比較器的基本原理及應(yīng)用 tuiUom-UomtuiUHUL例：例：下行遲滯比較器的下行遲滯比較器的輸入為正弦波時(shí)，輸入為正弦波時(shí)，畫(huà)出輸出的波形。畫(huà)出輸出的波形。+uoRR2R1ui比較器的基本原理及應(yīng)用 RomHURRRURRRU212211RomLUR

6、RRURRRU2122112. 加上參考電壓后的下行遲滯比較器加上參考電壓后的下行遲滯比較器加上參考電壓后的上下限：加上參考電壓后的上下限：+uoRR2R1uiURuoui0Uom-UomUHUL比較器的基本原理及應(yīng)用 例：例：R1=10k ，R2=20k ，UOM=12V， UR=9V當(dāng)輸入當(dāng)輸入 ui 為如圖所示的波形時(shí)，畫(huà)出輸出為如圖所示的波形時(shí)，畫(huà)出輸出uo的波形。的波形。+uoRR2R1uiUR5V10Vuit0比較器的基本原理及應(yīng)用 門(mén)限電壓：門(mén)限電壓：V2212211RomLURRRURRRU+UOM-UOM根據(jù)傳輸特性畫(huà)輸出波形圖。根據(jù)傳輸特性畫(huà)輸出波形圖。uiuott10V5

7、V002VV10212211RomHURRRURRRU比較器的基本原理及應(yīng)用 +uoRR2R1ui+uoRR2R1ui3 3、上行遲滯比較器、上行遲滯比較器沒(méi)加參考電壓的沒(méi)加參考電壓的上行遲滯比較器上行遲滯比較器 加上參考電壓后的加上參考電壓后的上行遲滯比較器上行遲滯比較器比較器的基本原理及應(yīng)用 3 窗口比較器窗口比較器 窗口比較器的電路如圖，電路由兩個(gè)幅度比較器和一些二極管與電阻構(gòu)成。設(shè)R1 =R2，則有：DLHDCC212DCCL2=)2(21)2(=VVVVVRRRVVV 比較器的基本原理及應(yīng)用 當(dāng)vIVH時(shí)，vO1為高電平，D3導(dǎo)通；vO2為低電平, D4截止，vO= vO1。 當(dāng)vI

8、 VL時(shí)，vO2為高電平，D4導(dǎo)通；vO1為低電平，D3截止，vO= vO2 當(dāng)VH vI VL時(shí)，vO1為低電平，vO2為低電平，D3、D4截止，vO為 為低電平。 比較器的基本原理及應(yīng)用 一、電路結(jié)構(gòu)一、電路結(jié)構(gòu)omHURRRU211omLURRRU211上下門(mén)上下門(mén)限電壓：限電壓：下行的遲滯比較器，下行的遲滯比較器，輸出經(jīng)積分電路再輸出經(jīng)積分電路再輸入到此比較器的輸入到此比較器的反相輸入端。反相輸入端。+RR1R2C+ucuo4 方波發(fā)生器方波發(fā)生器比較器的基本原理及應(yīng)用 二、工作原理二、工作原理1. 設(shè)設(shè) uo = + UOM此時(shí)，輸出給此時(shí)，輸出給C 充電充電則：則：u+=UH0tuoUOM-UOMU+Huc0t+RR1R2C+ucuoUc上升上升到到UH時(shí)，時(shí)，uo下下翻。翻。比較器的基本原理及應(yīng)用 此時(shí)，此時(shí)，C 經(jīng)輸出端放電。經(jīng)輸出端放電。2. 當(dāng)當(dāng)uo = -UOM 時(shí)，時(shí)，u+=ULuc降到降到UL時(shí)，時(shí)，uo上