模電第七章電壓比較器

1、模電課件第七章電壓比較器2022/9/21模電課件第1頁，共22頁，2022年，5月20日，6點(diǎn)50分，星期四2022/9/21模電課件 電壓比較器一、電壓比較器基本概念 電壓比較器是集成運(yùn)放的另一類基本應(yīng)用電路，作用是對(duì)兩個(gè)輸入電壓進(jìn)行比較，比較的結(jié)果及輸出只有兩種狀態(tài)，既高電平和低電平 當(dāng)uiuREF uo= uoL “0 ”模擬與數(shù)字電路的接口電路一位模數(shù)轉(zhuǎn)換電路電壓比較器第2頁，共22頁，2022年，5月20日，6點(diǎn)50分，星期四2022/9/21模電課件1 理想運(yùn)放工作在非線性區(qū)的特點(diǎn)1) 開關(guān)特性非線性區(qū)的理想運(yùn)放內(nèi)某些三極管飽和或截止，使運(yùn)放工作在開關(guān)狀態(tài)uouiuREFuu輸出

2、電壓的值只有兩種可能：或等于正向飽和值；或等于負(fù)向飽和值。時(shí)，發(fā)生狀態(tài)的轉(zhuǎn)換。此時(shí)的輸入電壓稱為“閥值電壓”或“門限電壓”，用UTH表示。第3頁，共22頁，2022年，5月20日，6點(diǎn)50分，星期四2022/9/21模電課件UOLUOH非線性區(qū)非線性區(qū)uOu+- u-0一般運(yùn)放輸出端不接限幅的情況下，輸出電壓的高、低電平在數(shù)值上分別與運(yùn)放的正負(fù)電源電壓值接近uouiuREFuuVCCVCC理想特性線性區(qū)uo=Aoduid =Aod(u+-u-)第4頁，共22頁，2022年，5月20日，6點(diǎn)50分，星期四2022/9/21模電課件理想運(yùn)放工作在非線性區(qū)時(shí)的特點(diǎn)2)理想運(yùn)放的輸入電流等于零“虛斷”

3、理想運(yùn)放rid=，uouiuREFVCCVCCi+i-3)理想運(yùn)放工作在非線性區(qū)時(shí)不引入負(fù)反饋，一般工作在開環(huán)狀態(tài)只在判斷臨界狀態(tài)時(shí)才適用“虛斷”、“虛短”UOLUOH非線性區(qū)非線性區(qū)uOu+- u-0線性區(qū)第5頁，共22頁，2022年，5月20日，6點(diǎn)50分，星期四2022/9/21模電課件鑒別不靈敏區(qū)4)鑒別靈敏度 uouiuREFVCCVCCAud=由于實(shí)際的運(yùn)放 Audui在UREF附近的一個(gè)很小范圍內(nèi)存在一個(gè)鑒別不靈敏區(qū)，在該范圍內(nèi)輸出狀態(tài)即非UOH又非UOL ，故無法實(shí)現(xiàn)對(duì)輸入電平大小進(jìn)行判別。一般AudU鑒別靈敏度第6頁，共22頁，2022年，5月20日，6點(diǎn)50分，星期四202

4、2/9/21模電課件2電壓比較器1) 反向電壓比較器uiURuouu基準(zhǔn)參考電壓時(shí)，發(fā)生狀態(tài)的轉(zhuǎn)換。此時(shí)的輸入電壓ui稱為“閥值電壓”或“門限電壓”，用UTH表示。UTH UR0uiuOUoLUoHUR輸入電壓0第7頁，共22頁，2022年，5月20日，6點(diǎn)50分，星期四2022/9/21模電課件0uiuO2)過零比較器（零電平檢測(cè)器） -+uiuORR根據(jù)虛斷：UOLUOHRO閥值電壓：第8頁，共22頁，2022年，5月20日，6點(diǎn)50分，星期四2022/9/21模電課件uituot-+uiuORRRO過零比較器的輸入、輸出波形00第9頁，共22頁，2022年，5月20日，6點(diǎn)50分，星期四

5、2022/9/21模電課件二、單限比較器根據(jù)虛斷：-+uiuORRROUR0uiuO-UZ+UZ閥值電壓：UR第10頁，共22頁，2022年，5月20日，6點(diǎn)50分，星期四2022/9/21模電課件uituot脈寬調(diào)制器 00UREFuouiUREFW比較器輸出脈沖寬度將隨輸入信號(hào)的變化而變化 UREF：三角波ui：慢變化信號(hào)W第11頁，共22頁，2022年，5月20日，6點(diǎn)50分，星期四2022/9/21模電課件-+uiuOR1RRO求和型單限比較器二、單限比較器根據(jù)虛斷：閥值電壓。URR20uiuO-UZ+UZUTH單限電壓比較器具有電路簡單、靈敏度高等優(yōu)點(diǎn)，存在的主要問題是抗干擾能力差。

6、第12頁，共22頁，2022年，5月20日，6點(diǎn)50分，星期四2022/9/21模電課件二、單限比較器單限電壓比較器具有電路簡單、靈敏度高等優(yōu)點(diǎn)，存在的主要問題是抗干擾能力差。0uiuO-UZ+UZURuotuit00門限電壓-+uiuORRRO誤判斷：第13頁，共22頁，2022年，5月20日，6點(diǎn)50分，星期四2022/9/21模電課件二、單限比較器單限電壓比較器具有電路簡單、靈敏度高等優(yōu)點(diǎn)，存在的主要問題是抗干擾能力差。0tui門限電壓0tuO0uiuO-UZ+UZUR干擾脈沖+UZ-UZ第14頁，共22頁，2022年，5月20日，6點(diǎn)50分，星期四2022/9/21模電課件-+uiuO

7、R2R1ROUR三、遲滯比較器（施密特觸發(fā)器）Rf引入的是正反饋。根據(jù)疊加原理：Rfif若原來uO=+UZ，當(dāng)ui逐漸增大時(shí)，使uO從+UZ跳變?yōu)?UZ所需的門限電平UTH+為：若原來uO=-UZ，當(dāng)ui逐漸減小時(shí)，使uO從-UZ 跳變?yōu)?UZ所需的門限電平UTH-為：Rf引入何種反饋？UZUZ-UZ-UZ第15頁，共22頁，2022年，5月20日，6點(diǎn)50分，星期四2022/9/21模電課件0uiuO傳輸特性當(dāng)ui逐漸增大時(shí)，uO從+UZ跳變?yōu)?UZ時(shí)：當(dāng)ui逐漸減小時(shí)，uO從-UZ 跳變?yōu)?UZ時(shí)：-UZ+UZUTH+UTH-上限門限電壓下限門限電壓門限寬度或回差與參考電壓無關(guān)。第16頁，

8、共22頁，2022年，5月20日，6點(diǎn)50分，星期四2022/9/21模電課件7.1 填空題（ 1 ） 理想集成運(yùn)放開環(huán)電壓放大倍數(shù)Aud=（），輸入電阻Rid=（），輸出電阻Rid=（），共模抑制比KCMR=（），開環(huán)帶寬BW=（） 。0（ 2 ）集成運(yùn)放第一級(jí)常采用（）電路，主要是為了減少（），提高（） 。差動(dòng)放大零點(diǎn)漂移KCMR（ 3 ）理想集成運(yùn)放在線性工作時(shí)，其兩輸入端的電位（），電流（） 。相等相等且為零（ 4 ）在集成運(yùn)放的反相比例運(yùn)算中,引入( )反饋，而同相比例運(yùn)算中，引入（）反饋。電壓并聯(lián)電壓串聯(lián)（ 5 ）用理想集成運(yùn)放組成的放大器,應(yīng)工作在( )狀態(tài),而電壓比較器應(yīng)工作在

9、（）狀態(tài),所以電壓比較器的輸出只有（）和（ ）兩種電平。線性非線性高電平低電平 第17頁，共22頁，2022年，5月20日，6點(diǎn)50分，星期四2022/9/21模電課件（ 6 ） 集成運(yùn)放“虛短”的概念是指（），（ ）， “虛地”的概念是指（） ，（ ） 。u+=u-i+=i- =0u+=u-=0i+=i- =0（ 7 ） 集成運(yùn)放反相輸入端和反饋支路上的電阻分別為R1和Rf 則反相比例運(yùn)算和同相比例運(yùn)算的Auf分別為（），（ ）。（ 8 ）在基本積分電路和微分電路中，反饋支路應(yīng)分別接（）和（） ，在基本對(duì)數(shù)電路和指數(shù)電路中，反饋支路應(yīng)分別接（）和（ ）。電容電阻晶體管電阻第18頁，共22頁，

10、2022年，5月20日，6點(diǎn)50分，星期四2022/9/21模電課件選擇題(1)在集成運(yùn)放中，其輸入級(jí)都采用各種形式的差動(dòng)電路，主要是為了a)抑制差模和共模信號(hào)輸出b)放大差模和共模信號(hào)c)放大差模信號(hào)和抑制共模信號(hào)d)放大共模信號(hào)和抑制差模信號(hào)c(2)在集成運(yùn)放中，第一級(jí)采用差放，主要是有助于a) Ridb) Audc) 零漂d) 起匹配作用c第19頁，共22頁，2022年，5月20日，6點(diǎn)50分，星期四2022/9/21模電課件(3)與反相比例運(yùn)放相比，同相比例運(yùn)放的主要優(yōu)點(diǎn)是a) 輸入電阻高b) 電壓增益大c) 零點(diǎn)漂移小d) 不易自激a第20頁，共22頁，2022年，5月20日，6點(diǎn)50分，星期四2022/9/21模電課件(4) 反相比例運(yùn)放、同相比例運(yùn)放和差動(dòng)比例運(yùn)放的輸入電阻分別為Ri1 Ri2 Ri3 ，則它們的關(guān)系符合a) Ri1 Ri2 Ri3 b) Ri1 Ri3 Ri2c) Ri1 Ri2 Ri3 d) Ri2 Ri3 Ri1 bR1uiuoRfuuRRuoRfuuiii+ifi-uiR第21頁，共22頁，2022年，5月20