電子技術(shù)課件：集成運(yùn)放的應(yīng)用

電壓比較電路的裝調(diào)四、鞏固與拓展

一、任務(wù)目標(biāo)二、任務(wù)描述

三、程序與方法

了解電壓比較器的種類熟悉電壓比較器的基本特性掌握電壓比較器的裝配和調(diào)試方法一、任務(wù)目標(biāo)

電壓比較器是集成運(yùn)放非線性應(yīng)用電路，常用于各種電子設(shè)備中。本次任務(wù)要求利用集成芯片LM324安裝電壓比較電路，裝配電路如圖所示。當(dāng)圖中二極管V5～V8發(fā)光時(shí)，可以測出輸入電壓的電壓變化范圍。二、任務(wù)描述

Descriptionofthecontents步驟二、元器件選擇與檢測一、所需工具、儀表二、元器件選擇與檢測步驟一、繪制電壓比較電路

一、了解電壓比較器的閾值電壓

二、認(rèn)識電壓比較器步驟四、電壓比較電路調(diào)試一、自檢二、調(diào)試步驟三、電壓比較電路裝配一、裝配要求和方法二、元器件插裝測三、程序與方法運(yùn)放的非線性應(yīng)用電路——電壓比較器

電壓比較器是一種常見的模擬信號處理電路，它將一個(gè)模擬輸入電壓與一個(gè)參考電壓進(jìn)行比較，并將比較的結(jié)果輸出。比較器的輸出只有兩種可能的狀態(tài)：高電平或低電平，為數(shù)字量；而輸入信號是連續(xù)變化的模擬量，因此比較器可作為模擬電路和數(shù)字電路的“接口”。

由于比較器的輸出只有高、低電平兩種狀態(tài)，故其中的運(yùn)放常工作在非線性區(qū)。從電路結(jié)構(gòu)來看，運(yùn)放常處于開環(huán)狀態(tài)或加入正反饋。根據(jù)比較器的傳輸特性不同，可分為單限比較器、雙限比較器及窗口比較器等。單門限電壓比較器單門限電壓比較器是指只有一個(gè)門限電壓的比較器。

單限比較器電路和其傳輸特性

比較器輸出電壓由一種狀態(tài)跳變?yōu)榱硪环N狀態(tài)時(shí)，所對應(yīng)的輸入電壓通常稱為閾值電壓或門限電壓，用UTH表示?？梢?，這種單限比較器的閾值電壓UTH=UR。若UR=0，即運(yùn)放反相輸入端接地，則比較器的閾值電壓UTH=0。這種單限比較器也稱為過零比較器。利用過零比較器可以將正弦波變?yōu)榉讲?，輸入、輸出波形如圖所示。簡單過零比較器電路和輸入、輸出波形uOuI0+UOM-UOM電壓傳輸特性uOuI0+UZ-UZ忽略了UDuIuO+A_

UZ限幅uIuO+–A存在干擾時(shí)，單限比較器的輸出、輸入波形

雙門限電壓比較器

（滯回比較器或遲滯比較器）

單限比較器電路簡單，靈敏度高，但其抗干擾能力差。如果輸入電壓受到干擾或噪聲的影響，在門限電平上下波動，則輸出電壓將在高、低兩個(gè)電平之間反復(fù)跳變。若用此輸出電壓控制電機(jī)等設(shè)備，將出現(xiàn)誤操作。為解決這一問題，常常采用雙門限電壓比較器。特點(diǎn)：單限比較器+正反饋支路uI0+UZ-UZ+UT-UTuOtuI+UT-UTtuOUZ-UZuI0+UZ-UZ+UT-UTuO滯回電壓比較器通過引入上、下兩個(gè)門限電壓，以獲得正確、穩(wěn)定的輸出電壓。電壓比較器有兩個(gè)門限電平，故傳輸特性呈滯回形狀。滯回電壓比較器用于控制系統(tǒng)時(shí)主要優(yōu)點(diǎn)是抗干擾能力強(qiáng)。當(dāng)輸入信號受干擾或噪聲的影響而上下波動時(shí)，只要根據(jù)干擾或噪聲電平適當(dāng)調(diào)整滯回電壓比較器兩個(gè)門限電平UTH1和UTH2的值，就可以避免比較器的輸出電壓在高、低電平之間反復(fù)跳變，如圖所示。

存在干擾時(shí)，滯回比較器的輸入、輸出波形

步驟四、電壓比較電路調(diào)試窗口比較器當(dāng)輸入電壓單一方向變化時(shí)，單限比較器和滯回比較器輸出電壓只躍變一次，因而不能檢測出輸入電壓是否在兩個(gè)給定電壓之間，窗口比較器則具有這一功能。①當(dāng)uI>URH,uO1

=+UOM,uO2

=-UOM,D1導(dǎo)通,D2截止,uO=+UZ

②當(dāng)uI<URL,uO1

=-UOM,uO2

=+UOM,D2導(dǎo)通,D1截止,uO=+UZ

③當(dāng)URL

<

uI<URH,uO1

=-UOM,uO2

=-UOM,D1,D2均截止,uO

=0步驟四、電壓比較電路調(diào)試有限幅電路的電壓比較器

（a）雙向限幅電路(b)傳輸特性曲線限幅電路是利用穩(wěn)壓管的穩(wěn)壓功能，將穩(wěn)壓電路接在比較器的輸出端。根據(jù)虛斷：閾值電壓：1、知識鞏固2、知識拓展1.根據(jù)任務(wù)2的學(xué)習(xí)步驟及方法，利用所學(xué)知識，自主完成自主學(xué)習(xí)手冊中的拓展任務(wù)。2.分析電流-電壓轉(zhuǎn)換電路的工作原理，見圖2-10所示。加深體會電壓比較器的應(yīng)用。繪制電壓比較電路元器件的選擇與檢測電壓比較電路的裝配1.所需工具、儀表2.元