清华大学：《模拟电子技术基础》课程教学资源（PPT电子教案）第24讲 电压比较器

第二十四讲电压比较器

第二十四讲 电压比较器

③第大 第二十四讲电压比较器 、概述 二、单限比较器 滞回比较器 、窗口比较器 五、集成电压比较器

第二十四讲 电压比较器 一、概述 二、单限比较器 三、滞回比较器 四、窗口比较器 五、集成电压比较器

概述 1.电压比较器的功能:比较电压的大小。 广泛用于各种报警电路。 输入电压是连续的模拟信号;输出电压表示比较的结 果,只有高电平和低电平两种情况。 使输出产生跃变的输入电压称为阙值电压。 2.电压比较器的描述方法:电压传输特性lo=f(u 电压传输特性的三个要素: (1)输出高电平Uo和输出低电平Uo (2)阈值电压UT (3)输入电压过阈值电压时输出电压跃变的方向

一、概述 1. 电压比较器的功能：比较电压的大小。 广泛用于各种报警电路。 输入电压是连续的模拟信号；输出电压表示比较的结 果，只有高电平和低电平两种情况。 使输出产生跃变的输入电压称为阈值电压。 2. 电压比较器的描述方法 :电压传输特性uO＝f(uI ) 电压传输特性的三个要素： （1）输出高电平UOH和输出低电平UOL （2）阈值电压UT （3）输入电压过阈值电压时输出电压跃变的方向

3.几种常用的电压比较器 (1)单限比较器:只有一个阈值电压 (2)滞回比较器:具有滞回特性 输入电压的变化方向不同,阈值电压也不同,但输入电压 单调变化使输出电压只跃变一次。回差电压U=m-U (3)窗口比较器: 有两个阈值电压,输入电压单调变化时输出电压跃变两次

3. 几种常用的电压比较器 （1）单限比较器：只有一个阈值电压 （3）窗口比较器： 有两个阈值电压，输入电压单调变化时输出电压跃变两次。 （2）滞回比较器：具有滞回特性 输入电压的变化方向不同，阈值电压也不同，但输入电压 单调变化使输出电压只跃变一次。回差电压 U = UT1 −UT2

4、集成运放的非线性工作区 电路特征:集成运放处于开环或仅引入正反馈 反馈通路 A A ll 集成运放工作在非线性区的特点 1)净输入电流为0 )up>时,uo=+ lp<l时,o=-U OM

4、集成运放的非线性工作区 电路特征：集成运放处于开环或仅引入正反馈 集成运放工作在非线性区的特点 1) 净输入电流为0 2) uP> uN时， uO＝＋UOM uP< uN时， uO＝－UOM

二、单限比较器 1.过零比较器 (1)U=0 (2)U OH 十U OM, OL OM (3)1>0时uo=-U0iu<0时uo=+UoM R D, D2 集成运放的净输入 亚 电压最大值为±UD 集成运放的净输入电压等于输入电压,为保护集成运 放的输入端,需加输入端限幅电路

二、单限比较器 1. 过零比较器 （1）UT ＝0 （2）UOH＝＋ UOM， UOL＝－ UOM （3）uI > 0 时 uO ＝－UOM; uI < 0 时 uO ＝＋ UOM 集成运放的净输入电压等于输入电压，为保护集成运 放的输入端，需加输入端限幅电路。 集成运放的净输入 电压最大值为±UD

输出限幅电路 为适应负载对电压幅值的要求,输出端加限幅电路。 R DD 本亚 A u 本Co=+Un+Un2 不可缺少! D2亚 OL (Un t Upu) A D本 OL U D OH OL U Z

输出限幅电路 为适应负载对电压幅值的要求，输出端加限幅电路。 UOH＝＋ UZ1＋ UD2 UOL＝－( UZ2 ＋ UD1) UOH＝ －UOL＝ UZ UOH＝ UZ UOL＝－ UD 不可缺少！

输出限幅电路 1)保护输入端 0(2)加速集成运放状态的转换 电压比较器的分析方法 (1)写出lp、l的表达式,令lp=l,求解出的u即为U; (2)根据输出端限幅电路决定输出的髙、低电平: (3)根据输入电压作用于同相输入端还是反相输入端决定输出 电压的跃变方向

输出限幅电路 uO＝± UZ （1）保护输入端 （2）加速集成运放状态的转换 电压比较器的分析方法： （1）写出uP、uN的表达式，令uP ＝uN，求解出的uI即为UT； （2）根据输出端限幅电路决定输出的高、低电平； （3）根据输入电压作用于同相输入端还是反相输入端决定输出 电压的跃变方向

2.一般单限比较器 R R2 Urr t R1 R1+R2 REI R1+R2 A 令l N 0,得 U=± R R 作用于反相输入端 (1)若要U<0,则应如何修改电路? (2)若要改变曲线跃变方向,则应如 何修改电路? (3)若要改变Uo、Uo呢?

2. 一般单限比较器 令 N P 0,得 I 1 2 1 REF 1 2 2 N = =  +  + + = u u u R R R U R R R u （1）若要UT< 0，则应如何修改电路？ （2）若要改变曲线跃变方向，则应如 何修改电路？ （3）若要改变UOL、UOH呢？ REF 1 2 T U R R UO UZ U = −  =  作用于反相输入端

滞回比较器 1.阈值电压 R R2 H=+ OF RI D N R R 0 N 得±U7r R1+R2 R+r

三、滞回比较器 1. 阈值电压 O 令 N P ，得 1 2 1 P N I u , u u R R R u u u  = + = = OH Z OL Z U U U U = + = − Z 1 2 1 T U R R R U  +  = 