ch8波形發(fā)生-正弦波振蕩電路2-電壓比較器-非正弦波發(fā)生電路

1、模擬電路模擬電路（1月月4日將確定取消考試資格名單）日將確定取消考試資格名單） 2015年年01月月13日日(星期二星期二)14時(shí)時(shí)30分分16時(shí)時(shí)30分分 課程號(hào)課程號(hào)主選班級(jí)主選班級(jí)考場(chǎng)考場(chǎng)人人數(shù)數(shù)18013800012013物理學(xué)物理學(xué)(師范師范)01/2013物理科學(xué)與技術(shù)學(xué)院物理科學(xué)與技術(shù)學(xué)院01H5-204 5918013800012013物理學(xué)物理學(xué)(師范師范)01/2013物理科學(xué)與技術(shù)學(xué)院物理科學(xué)與技術(shù)學(xué)院01H5-205 718013800022013物理學(xué)物理學(xué)(師范師范)01/2013物理科學(xué)與技術(shù)學(xué)院物理科學(xué)與技術(shù)學(xué)院01H5-205 52自激振蕩的條件自激振蕩的條件

2、振幅條件振幅條件相位條件相位條件nFA2n是整數(shù)是整數(shù)1|AF放大電路中存在噪聲即瞬態(tài)擾動(dòng)，這些擾動(dòng)可分放大電路中存在噪聲即瞬態(tài)擾動(dòng)，這些擾動(dòng)可分解為各種頻率的正弦波分量（可按傅里葉級(jí)數(shù)展解為各種頻率的正弦波分量（可按傅里葉級(jí)數(shù)展開(kāi)），其中也包括有開(kāi)），其中也包括有fo分量的正弦波。分量的正弦波。選頻網(wǎng)絡(luò)：選頻網(wǎng)絡(luò)：把把fo分量選出，把其他頻率的分量分量選出，把其他頻率的分量 衰減掉。這時(shí)，只要：衰減掉。這時(shí)，只要：|AF|1，且，且 A+ F =2n ，即可起振。即可起振。(1)為使電路產(chǎn)生正弦波振蕩，標(biāo)出集成運(yùn)放的“+”和“-”，并說(shuō)明電路是哪種正弦波振蕩電路。(2)若R1短路則電路將有什

3、么現(xiàn)象？(3)若R1斷路則電路將有什么現(xiàn)象？(4)若Rf短路則電路將有什么現(xiàn)象？(5)若Rf斷路則電路將有什么現(xiàn)象？解：解：(1)上“-”下“+ ”，是RC橋式正弦波振蕩電路。(2)集成運(yùn)放只處于正反饋狀態(tài)，差模增益大，即便起振但輸出飽和；經(jīng)選頻后的正弦波電位非正即負(fù)，故輸出平臺(tái)幾乎為方波。(3)集成運(yùn)放構(gòu)成電壓跟隨器，電壓放大倍數(shù)為1，不滿足正弦波振蕩的幅值條件，電路不發(fā)生起振，輸出為零。(5)集成運(yùn)放只處于正反饋狀態(tài)，差模增益大，即便起振但輸出飽和；經(jīng)選頻后的正弦波電位非正即負(fù)，故輸出平臺(tái)幾乎為方波。(4) 集成運(yùn)放構(gòu)成電壓跟隨器，電壓放大倍數(shù)為1，不滿足正弦波振蕩的幅值條件，電路不發(fā)生起

4、振，輸出為零。8.1.3 LC正弦波正弦波振蕩電路振蕩電路LC正弦波正弦波振蕩電路的選頻電路由電感和電容構(gòu)成，可產(chǎn)生振蕩電路的選頻電路由電感和電容構(gòu)成，可產(chǎn)生高頻振蕩。由于高頻振蕩。由于通用型集成運(yùn)放的上限截止頻率太低通用型集成運(yùn)放的上限截止頻率太低，而，而高頻高頻運(yùn)放價(jià)格運(yùn)放價(jià)格又又較高，較高，故故一般用分離元件組成放大電路。本節(jié)對(duì)一般用分離元件組成放大電路。本節(jié)對(duì)LC振蕩電路振蕩電路的的選頻網(wǎng)絡(luò)、選頻網(wǎng)絡(luò)、相位條件判別相位條件判別及晶振應(yīng)用及晶振應(yīng)用做做簡(jiǎn)單簡(jiǎn)單介紹介紹。為提高為提高RC橋式正弦波振蕩電路的橋式正弦波振蕩電路的f0, 必須減小必須減小R和和C的數(shù)值。的數(shù)值。當(dāng)當(dāng)R減小到一定

5、程度時(shí)，同相比例運(yùn)算電路的輸出電阻將減小到一定程度時(shí)，同相比例運(yùn)算電路的輸出電阻將(同量同量級(jí)級(jí))影響選頻特性；當(dāng)影響選頻特性；當(dāng)C減小到一定程度時(shí)，晶體管的極間電容減小到一定程度時(shí)，晶體管的極間電容和電路的分布電容和電路的分布電容(由兩個(gè)存在壓差而又相互絕緣的導(dǎo)體所構(gòu)成，由兩個(gè)存在壓差而又相互絕緣的導(dǎo)體所構(gòu)成，是由非電容形態(tài)形成的一種電容分布參數(shù)是由非電容形態(tài)形成的一種電容分布參數(shù))將將(同量級(jí)同量級(jí))影響選頻影響選頻特性。特性。上述情況下上述情況下f0不僅決定于選頻網(wǎng)絡(luò)不僅決定于選頻網(wǎng)絡(luò), 還與放大電路參數(shù)有關(guān)。還與放大電路參數(shù)有關(guān)。因此，當(dāng)因此，當(dāng)f0較高時(shí)，應(yīng)選用較高時(shí)，應(yīng)選用LC正弦

6、波振蕩電路。正弦波振蕩電路。一、一、LC正弦波正弦波振蕩電路振蕩電路選頻網(wǎng)絡(luò)簡(jiǎn)介選頻網(wǎng)絡(luò)簡(jiǎn)介L(zhǎng)Co121oooZQ RQLQCRLQoLCfo21諧振時(shí)回路電諧振時(shí)回路電流比總電流大流比總電流大的多，外界對(duì)的多，外界對(duì)諧振回路的影諧振回路的影響可忽略！響可忽略！CLRiUiI常見(jiàn)常見(jiàn)LC選頻網(wǎng)絡(luò)多采用選頻網(wǎng)絡(luò)多采用LC并聯(lián)網(wǎng)絡(luò)并聯(lián)網(wǎng)絡(luò)理想電路理想電路( (無(wú)損耗無(wú)損耗) )考慮電路損耗時(shí)的網(wǎng)絡(luò)考慮電路損耗時(shí)的網(wǎng)絡(luò)信號(hào)頻率較低時(shí)容抗大，網(wǎng)絡(luò)呈感性信號(hào)頻率較低時(shí)容抗大，網(wǎng)絡(luò)呈感性; 信號(hào)頻率信號(hào)頻率較高時(shí)感抗較高時(shí)感抗(jL)大大, 網(wǎng)絡(luò)呈容性網(wǎng)絡(luò)呈容性; 諧振角頻率諧振角頻率定義品質(zhì)因數(shù)定義品質(zhì)

7、因數(shù)電抗（電抗（f=f0時(shí)）時(shí)）Q1時(shí)時(shí)(R較小較小)CRCLRo11LCfo2100022 fT或 當(dāng)當(dāng)f=f0，網(wǎng)絡(luò)呈純阻性，這時(shí)電路產(chǎn)生電流諧振，網(wǎng)絡(luò)呈純阻性，這時(shí)電路產(chǎn)生電流諧振,電容的電場(chǎng)能與電感的磁場(chǎng)能發(fā)生相互轉(zhuǎn)換。電容的電場(chǎng)能與電感的磁場(chǎng)能發(fā)生相互轉(zhuǎn)換。i1ioiioUQL IQICiLioUIQ ILioCiUCIQ I頻率特性圖：頻率特性圖：電抗電抗Z Z是頻率的是頻率的函數(shù)函數(shù),Q,Q值愈大值愈大曲線愈陡，選曲線愈陡，選頻特性愈好。頻特性愈好。若以若以LCLC并聯(lián)網(wǎng)絡(luò)作為共射放大電路的集并聯(lián)網(wǎng)絡(luò)作為共射放大電路的集電極負(fù)載電極負(fù)載, , f=f0時(shí)電壓放大倍數(shù)最大且無(wú)相移時(shí)

8、電壓放大倍數(shù)最大且無(wú)相移, ,對(duì)于其對(duì)于其余頻率電壓放大倍數(shù)不但減小且有相移余頻率電壓放大倍數(shù)不但減小且有相移, ,電電路具有選頻特性路具有選頻特性, , 故稱選頻放大電路。若故稱選頻放大電路。若在電路中引入正反饋在電路中引入正反饋, ,并能用反饋電壓取代并能用反饋電壓取代輸入電壓輸入電壓, ,則電路就成為正弦波振蕩電路。則電路就成為正弦波振蕩電路。+ 例例1：正反饋正反饋+UCCCC1C2頻率由頻率由LC諧振網(wǎng)絡(luò)決定諧振網(wǎng)絡(luò)決定變壓器同名端：指副邊感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)相位和原邊相同的變壓器同名端：指副邊感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)相位和原邊相同的那一端，且用星號(hào)或小黑點(diǎn)將它們標(biāo)記出來(lái)。那一端，且用星號(hào)或小黑點(diǎn)將它們標(biāo)記

9、出來(lái)。 becurRZA/二、二、相位條件的相位條件的實(shí)例實(shí)例判別判別仍然由仍然由LC并聯(lián)諧振電路構(gòu)成選頻網(wǎng)絡(luò)并聯(lián)諧振電路構(gòu)成選頻網(wǎng)絡(luò)A. 若中間點(diǎn)交流接地，則首端與尾端若中間點(diǎn)交流接地，則首端與尾端 相位相反。相位相反。特殊：三點(diǎn)式特殊：三點(diǎn)式LC振蕩電路振蕩電路三點(diǎn)式三點(diǎn)式LC并聯(lián)電路并聯(lián)電路C1C2首端首端尾端尾端中間端中間端L電容三點(diǎn)式電容三點(diǎn)式C首端首端尾端尾端中間端中間端L1L2電感三點(diǎn)式電感三點(diǎn)式 中間端的瞬時(shí)電位一定在首、尾端電中間端的瞬時(shí)電位一定在首、尾端電位之間。位之間。三點(diǎn)的相位關(guān)系三點(diǎn)的相位關(guān)系B. 若首端或尾端交流接地，則其他兩若首端或尾端交流接地，則其他兩 端相位相

10、同。端相位相同。例例2：正反饋正反饋頻率由頻率由C 、 L1 、 L2諧振網(wǎng)絡(luò)決定。諧振網(wǎng)絡(luò)決定。+UCCCC1L1L2C2設(shè)設(shè)uB +uC -uD2 +uB +uD1 -D2D1例例3：正反饋正反饋頻率由頻率由 L 、 C1 、 C2 組成的諧振網(wǎng)絡(luò)決定。組成的諧振網(wǎng)絡(luò)決定。+UCCC1LC2ABCD設(shè)設(shè)uB +uC -uD +uB +uA -例例4：正反饋正反饋+UCCC1C2設(shè)設(shè)uB +uC -uE -ube +uA -AECB+頻率由頻率由 L 、 C1 、 C2 組成的諧振網(wǎng)絡(luò)決定。組成的諧振網(wǎng)絡(luò)決定。對(duì)于交流信號(hào)對(duì)于交流信號(hào), ,電源相當(dāng)于電源相當(dāng)于“地地”Q值越高，選頻特性越好，

11、頻率越穩(wěn)定。值越高，選頻特性越好，頻率越穩(wěn)定。（1）頻率穩(wěn)定問(wèn)題）頻率穩(wěn)定問(wèn)題頻率穩(wěn)定度一般由頻率穩(wěn)定度一般由 來(lái)衡量，該值越小越好來(lái)衡量，該值越小越好0ff 頻率偏移量。頻率偏移量。f 0f振蕩頻率。振蕩頻率。一般一般LC振蕩電路振蕩電路Q 數(shù)百數(shù)百晶振晶振Q 10000 500000三、石英晶體振蕩電路（晶振）應(yīng)用三、石英晶體振蕩電路（晶振）應(yīng)用 CLRQ1品質(zhì)因數(shù)品質(zhì)因數(shù)Q1（2）石英晶體的基本特性）石英晶體的基本特性結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)極板間加電場(chǎng)極板間加電場(chǎng)極板間加機(jī)械力極板間加機(jī)械力晶體機(jī)械變形晶體機(jī)械變形晶體產(chǎn)生電場(chǎng)晶體產(chǎn)生電場(chǎng)壓電效應(yīng)壓電效應(yīng)交變電壓交變電壓機(jī)械振動(dòng)機(jī)械振動(dòng)交變電壓交變電壓

12、機(jī)械振動(dòng)的固有頻率與晶片尺寸有關(guān)，穩(wěn)定性高機(jī)械振動(dòng)的固有頻率與晶片尺寸有關(guān)，穩(wěn)定性高當(dāng)交變電壓頻率當(dāng)交變電壓頻率 = 固有頻率時(shí)，振幅最大固有頻率時(shí)，振幅最大(共振共振) 壓電諧振壓電諧振(3) 石英晶體等效電路及石英晶體等效電路及隨頻率的變化規(guī)律隨頻率的變化規(guī)律(須牢記須牢記)當(dāng)當(dāng)LCR支路產(chǎn)生串聯(lián)諧振支路產(chǎn)生串聯(lián)諧振(對(duì)應(yīng)頻率對(duì)應(yīng)頻率fs)，該支該支路呈純阻性路呈純阻性R，此時(shí)石英晶體也呈純阻性，此時(shí)石英晶體也呈純阻性R。晶體不振動(dòng)時(shí)，等效為平板電容晶體不振動(dòng)時(shí)，等效為平板電容C0(靜態(tài)電靜態(tài)電容容)；晶片振動(dòng)時(shí)，機(jī)械振動(dòng)的慣性等效為電；晶片振動(dòng)時(shí)，機(jī)械振動(dòng)的慣性等效為電感感L，彈性等效為

13、電容，彈性等效為電容C(其值很小其值很小)，摩擦損，摩擦損耗等效為電阻耗等效為電阻R；CCo。ffs時(shí)時(shí)LCR支路呈感性，而當(dāng)與支路呈感性，而當(dāng)與C0產(chǎn)生并聯(lián)諧產(chǎn)生并聯(lián)諧振振(對(duì)應(yīng)頻率為對(duì)應(yīng)頻率為fp，與，與fs在數(shù)值上很接近在數(shù)值上很接近)時(shí)使石英晶體又呈純阻性。時(shí)使石英晶體又呈純阻性。f8.2電壓比較器電壓比較器 1.電壓比較器將一個(gè)輸入電壓電壓比較器將一個(gè)輸入電壓uI與一個(gè)參考電壓進(jìn)行與一個(gè)參考電壓進(jìn)行比較，輸出只有兩種可能的狀態(tài)：高電平或低電平。比較，輸出只有兩種可能的狀態(tài)：高電平或低電平。2.比較器中的集成運(yùn)放一般工作在非線性區(qū)；處于比較器中的集成運(yùn)放一般工作在非線性區(qū)；處于開(kāi)環(huán)狀態(tài)

14、或引入正反饋。開(kāi)環(huán)狀態(tài)或引入正反饋。3.分類：?jiǎn)蜗薇容^器、滯回比較器及窗口比較器。分類：?jiǎn)蜗薇容^器、滯回比較器及窗口比較器。8.2.1概述概述 4.比較器是組成非正弦波發(fā)生電路的基本單元。比較器是組成非正弦波發(fā)生電路的基本單元。一、一、 電壓比較器的傳輸特性電壓比較器的傳輸特性1.電壓比較器的輸出電壓與輸入端的電壓之間電壓比較器的輸出電壓與輸入端的電壓之間函數(shù)關(guān)系函數(shù)關(guān)系)(OIufu3.閾值電壓閾值電壓： UT當(dāng)比較器的輸出電壓由一種狀態(tài)跳變?yōu)榱硪环N狀態(tài)所當(dāng)比較器的輸出電壓由一種狀態(tài)跳變?yōu)榱硪环N狀態(tài)所對(duì)應(yīng)的輸入電壓。對(duì)應(yīng)的輸入電壓。2.電壓傳輸特性的三要素電壓傳輸特性的三要素(1)輸出電壓的

15、高電平輸出電壓的高電平UOH和低電平和低電平UOL的數(shù)值。的數(shù)值。(2)閾值電壓的數(shù)值閾值電壓的數(shù)值UT。(3)當(dāng)當(dāng)uI變化且經(jīng)過(guò)變化且經(jīng)過(guò)UT時(shí)，時(shí)， uO躍變的方向。躍變的方向。二、理想運(yùn)放的非線性工作區(qū)二、理想運(yùn)放的非線性工作區(qū)+UOMuOuI=uP uN NO UOM集成運(yùn)放的電壓傳輸特性集成運(yùn)放的電壓傳輸特性在電壓比較器中，集成運(yùn)放不是工作在開(kāi)環(huán)在電壓比較器中，集成運(yùn)放不是工作在開(kāi)環(huán)狀態(tài)，就是工作在正反饋。狀態(tài)，就是工作在正反饋。對(duì)于理想運(yùn)放，對(duì)于理想運(yùn)放，閾值電壓閾值電壓UT是使得是使得uP=uN得以實(shí)現(xiàn)的那個(gè)得以實(shí)現(xiàn)的那個(gè)輸入電壓輸入電壓uI的數(shù)值。的數(shù)值。對(duì)于本圖，對(duì)于本圖，u

16、I=uP-uN，顯然，顯然此時(shí)對(duì)應(yīng)的閾值電壓此時(shí)對(duì)應(yīng)的閾值電壓UT=0。8.2.2單限比較器單限比較器一、過(guò)零比較器一、過(guò)零比較器由于理想運(yùn)放的開(kāi)環(huán)差模由于理想運(yùn)放的開(kāi)環(huán)差模增益為無(wú)窮大，所以增益為無(wú)窮大，所以當(dāng)當(dāng) uI 0 時(shí)，時(shí)，uO = - - UOM ；過(guò)零比較器的傳輸特性為：過(guò)零比較器的傳輸特性為：uIuO+UOM- -UOMOUOM 為集成運(yùn)放的最大輸出電壓。為集成運(yùn)放的最大輸出電壓。顯然，過(guò)零比較器的顯然，過(guò)零比較器的UT就是就是0改造：利用穩(wěn)壓管限幅的過(guò)零比較器改造：利用穩(wěn)壓管限幅的過(guò)零比較器(一一)輸出端處理，集成運(yùn)放仍工作在非線性區(qū)輸出端處理，集成運(yùn)放仍工作在非線性區(qū)電路圖

17、電路圖傳輸特性傳輸特性u(píng)IuO+UOM - -UOMO+UZ- -UZ設(shè)任何一個(gè)穩(wěn)壓管被反向擊穿時(shí)，兩個(gè)穩(wěn)壓管兩端總的設(shè)任何一個(gè)穩(wěn)壓管被反向擊穿時(shí)，兩個(gè)穩(wěn)壓管兩端總的的穩(wěn)定電壓為的穩(wěn)定電壓為UZ UOM問(wèn)題：?jiǎn)栴}：1、如將輸入信號(hào)加在、如將輸入信號(hào)加在“+”端，傳輸特性如何？端，傳輸特性如何？2、如果沒(méi)有、如果沒(méi)有R，會(huì)發(fā)生什么事情？，會(huì)發(fā)生什么事情？相反相反穩(wěn)壓管燒毀穩(wěn)壓管燒毀由于穩(wěn)壓管的反向電流小于由于穩(wěn)壓管的反向電流小于IZmin時(shí)不穩(wěn)壓時(shí)不穩(wěn)壓,大于大于IZmax時(shí)會(huì)因超過(guò)額定功耗而損壞，所以在穩(wěn)壓管電路中時(shí)會(huì)因超過(guò)額定功耗而損壞，所以在穩(wěn)壓管電路中必須串聯(lián)一個(gè)電阻來(lái)限制電流，從而保證

18、穩(wěn)壓管正必須串聯(lián)一個(gè)電阻來(lái)限制電流，從而保證穩(wěn)壓管正常工作，故稱這個(gè)電阻為常工作，故稱這個(gè)電阻為限流電阻限流電阻。只有在。只有在R取值取值合適時(shí)，穩(wěn)壓管才能安全地工作在穩(wěn)壓狀態(tài)。合適時(shí)，穩(wěn)壓管才能安全地工作在穩(wěn)壓狀態(tài)。設(shè)任何一個(gè)穩(wěn)壓管被反向擊穿時(shí)，兩個(gè)設(shè)任何一個(gè)穩(wěn)壓管被反向擊穿時(shí)，兩個(gè)穩(wěn)壓管兩端總的的穩(wěn)定電壓為穩(wěn)壓管兩端總的的穩(wěn)定電壓為 UZ UOMuIuO+UOM - -UOMO+UZ- -UZ當(dāng)當(dāng) uI 0 時(shí) ， 若 不 接 穩(wěn) 壓 管 ， 此 時(shí)時(shí) ， 若 不 接 穩(wěn) 壓 管 ， 此 時(shí)uNuI0 時(shí)，右邊的穩(wěn)壓管被反向時(shí)，右邊的穩(wěn)壓管被反向擊穿，擊穿，uO= - -UZ 。問(wèn)題：?jiǎn)栴}

19、：過(guò)零比較器如圖所過(guò)零比較器如圖所示，示，輸入為正負(fù)對(duì)稱的正弦輸入為正負(fù)對(duì)稱的正弦波時(shí)，輸出波形是怎樣的？波時(shí)，輸出波形是怎樣的？vIOT 2 3 4 ttvOVOHOVOL將正弦波變?yōu)榫匦尾▽⒄也ㄗ優(yōu)榫匦尾╱IuO+UOM - -UOMO+UZ- -UZ二、單限比較器二、單限比較器REF12TURRU當(dāng)輸入電壓當(dāng)輸入電壓 uI 變化，使反相輸變化，使反相輸入端入端uN電位與同相輸入端電位與同相輸入端uP電電位（為零）相同時(shí)，輸出端狀位（為零）相同時(shí)，輸出端狀態(tài)將發(fā)生跳變，則此時(shí)的態(tài)將發(fā)生跳變，則此時(shí)的uI即即為閾值電壓：為閾值電壓：uIuO+UOM- -UOMO+UZ- -UZREF12U

20、RR過(guò)零比較器是閾值電壓為零過(guò)零比較器是閾值電壓為零(此此時(shí)時(shí)UREF=0)的單限比較器。的單限比較器。根據(jù)疊加原理可得根據(jù)疊加原理可得例例1在下圖（在下圖（1）所示電路中，已知：）所示電路中，已知：UZ=6V ，圖（，圖（2）電路中：電路中：R1= R2 =5k ，基準(zhǔn)電壓，基準(zhǔn)電壓UREF=2V ，穩(wěn)壓管的穩(wěn)定，穩(wěn)壓管的穩(wěn)定電壓電壓UZ=5V ；它們的輸入電壓均為圖示的三角波。試畫(huà)出；它們的輸入電壓均為圖示的三角波。試畫(huà)出相應(yīng)電路的輸出電壓波形相應(yīng)電路的輸出電壓波形 解解VURRU2REF12T圖（圖（1）圖（圖（2）存在干擾時(shí)單限比較器的存在干擾時(shí)單限比較器的 uI、uO 波形波形單限比

21、較器的單限比較器的作用作用：檢測(cè)輸入的模擬信號(hào)是否達(dá)到：檢測(cè)輸入的模擬信號(hào)是否達(dá)到某一給定電平。某一給定電平。缺點(diǎn)缺點(diǎn)：抗干擾能力差。：抗干擾能力差。解決辦法解決辦法： 采用具有采用具有滯回滯回 傳輸特性的比較器。傳輸特性的比較器。8.2.3滯回滯回(遲滯遲滯)比較器比較器一一. 反相輸入端輸入的滯回比較器反相輸入端輸入的滯回比較器閾值電壓閾值電壓1PZT12RUUURR電壓傳輸特性電壓傳輸特性u(píng)o從從+ +UZ躍變到躍變到- -UZ的的 閾值電壓為閾值電壓為+UTuo從從- -UZ躍變到躍變到+ +UZ的的 閾值電壓為閾值電壓為-UTuI在在-UT與與+UT之間增加或減小之間增加或減小, u

22、O不發(fā)生變化不發(fā)生變化抗干擾！抗干擾！注：正反饋促使注：正反饋促使uo在在+UZ與與-UZ之間轉(zhuǎn)換；集成運(yùn)之間轉(zhuǎn)換；集成運(yùn)放仍工作于非線性工作區(qū)放仍工作于非線性工作區(qū)比較器有兩個(gè)不同的門(mén)限電平，比較器有兩個(gè)不同的門(mén)限電平，故傳輸特性呈滯回形狀。故傳輸特性呈滯回形狀。 為使滯回比較器的電壓傳輸特性曲線左右平移，需將為使滯回比較器的電壓傳輸特性曲線左右平移，需將2個(gè)閾值個(gè)閾值電壓疊加相同的正電壓或負(fù)電壓。把電阻電壓疊加相同的正電壓或負(fù)電壓。把電阻R1接地端改接接地端改接UREF。Z2REF22uRRRURRRuuPT111二二. 加了加了參考電壓參考電壓的滯回比較器的滯回比較器按照疊加原理，按照疊

23、加原理，新的閾值電壓新的閾值電壓第一項(xiàng)是平移項(xiàng)第一項(xiàng)是平移項(xiàng)(決定平移距離決定平移距離)， UREF的極性決定平移方向。的極性決定平移方向。如何使電壓傳輸特性曲線上下平移？如何使電壓傳輸特性曲線上下平移？ 改變穩(wěn)壓管穩(wěn)定電壓改變穩(wěn)壓管穩(wěn)定電壓例例2已知某電壓比較器的輸入波已知某電壓比較器的輸入波形和輸出波形。畫(huà)出電路圖及電壓形和輸出波形。畫(huà)出電路圖及電壓傳輸特性圖；改造并畫(huà)出新的電路傳輸特性圖；改造并畫(huà)出新的電路圖，使閾值分別為圖，使閾值分別為2V、-4V，若用，若用到參考電壓，其值應(yīng)是多少？到參考電壓，其值應(yīng)是多少？輸出為輸出為 UZ9VV3UT1、輸出信號(hào)在輸入信號(hào)小于、輸出信號(hào)在輸入信號(hào)

24、小于-3V和大于和大于3V的表現(xiàn)說(shuō)明是反相輸入；的表現(xiàn)說(shuō)明是反相輸入；輸出信號(hào)在輸入信號(hào)介于輸出信號(hào)在輸入信號(hào)介于3V和和-3V的表現(xiàn)說(shuō)明具備滯回特性的表現(xiàn)說(shuō)明具備滯回特性(觀察從觀察從-3V到到3V、從、從3V到到-3V這二段表這二段表現(xiàn)現(xiàn))。畫(huà)出電壓傳輸特性圖畫(huà)出電壓傳輸特性圖反相輸入端輸入的滯回比較反相輸入端輸入的滯回比較器器（畫(huà)出相應(yīng)的電路圖）（畫(huà)出相應(yīng)的電路圖）2、對(duì)比改造前后的閾值，、對(duì)比改造前后的閾值，等于在原數(shù)值上減了等于在原數(shù)值上減了1V，故，故應(yīng)在原滯回比較器上加參考應(yīng)在原滯回比較器上加參考電壓電壓UREF。再將再將R2：R12代入平移項(xiàng)，得代入平移項(xiàng)，得UREF=-1.5

25、V改造后，改造后，UREF應(yīng)滿足關(guān)系為平移項(xiàng)應(yīng)滿足關(guān)系為平移項(xiàng)11REF22URRR將將 UZ9V、 代入代入U(xiǎn)T，可得，可得R2：R12V3UT改造前電路的關(guān)系情況為改造前電路的關(guān)系情況為Z211TURRRU參考電壓參考電壓 URH URL若若uI低于低于URL，A1輸出輸出u01為為-UOM(VD1截止截止)，A2輸出輸出uo2為為+UOM(VD2導(dǎo)通導(dǎo)通)，uO 為為+UZ。虛線虛線若若 uI高 于高 于 UR H， A1輸 出輸 出 u0 1為為+UOM(VD1導(dǎo)通導(dǎo)通)，A2輸出輸出uo2為為-UOM(VD2截止截止)， uO 為為+UZ。實(shí)線實(shí)線前面的比較器在輸入電壓?jiǎn)我环角懊娴谋?/p>

26、較器在輸入電壓?jiǎn)我环较蜃兓瘯r(shí)，輸出電壓只躍變一次，向變化時(shí)，輸出電壓只躍變一次，因而不能檢測(cè)出輸入電壓是否在因而不能檢測(cè)出輸入電壓是否在二個(gè)電壓之間。二個(gè)電壓之間。當(dāng)當(dāng)URLuIURH時(shí)，時(shí)，u01、u02均為均為-UOM(VD1、VD2均截止均截止)，uO為為0V。電壓傳輸特性電壓傳輸特性8.2.4 窗口比較器窗口比較器電阻電阻R1、R2和穩(wěn)壓管和穩(wěn)壓管Dz構(gòu)成限幅電路構(gòu)成限幅電路電壓比較器分析方法小結(jié)電壓比較器分析方法小結(jié)(1)(1)電壓傳輸特性的三個(gè)要素是輸出電壓的高低電平、閾值電壓電壓傳輸特性的三個(gè)要素是輸出電壓的高低電平、閾值電壓以及輸出電壓的躍變方向。以及輸出電壓的躍變方向。(3)

27、寫(xiě)出寫(xiě)出up和和uN的電位表達(dá)式，令的電位表達(dá)式，令up=uN ，解得輸入電壓就是閾值，解得輸入電壓就是閾值電壓電壓UT。 (2)(2)在電壓比較器中在電壓比較器中, ,集成運(yùn)放多工作在非線性區(qū)；輸出電壓只有集成運(yùn)放多工作在非線性區(qū)；輸出電壓只有高電平和低電平兩種可能的情況（由限幅電路確定），因此高電平和低電平兩種可能的情況（由限幅電路確定），因此可可用電壓比較器作為模擬電路和數(shù)字電路的接口電路。用電壓比較器作為模擬電路和數(shù)字電路的接口電路。(4) u0在在uI 過(guò)過(guò)UT時(shí)的躍變方向決定于作用于集成運(yùn)放的哪個(gè)輸入時(shí)的躍變方向決定于作用于集成運(yùn)放的哪個(gè)輸入端。端。當(dāng)當(dāng)uI從反向輸入端輸入時(shí)，從反向輸入端輸入時(shí)，uIUT ,u0=U0L。反之，結(jié)論相反。反之，結(jié)論相反。(5) (5) 一般用電壓傳輸特性來(lái)描述輸出電壓與輸入電壓的函數(shù)關(guān)系。一般用電壓傳輸特性來(lái)描述輸出電壓與輸入電壓的函數(shù)關(guān)系。一、電路結(jié)構(gòu)一、