模电课件27第七章电压比较器.ppt
一、过零比较器,7-5 电压比较器,二、单限比较器,三、迟滞比较器,四、窗孔比较器,7.5.1 电压比较器,一、电压比较器基本概念,电压比较器是集成运放的另一类基本应用电路，作用是对两个输入电压进行比较，比较的结果及输出只有两种状态，既高电平和低电平,当uiuREF,uo=uoH“1”,当uiuREF,uo=uoL“0”,模拟与数字电路的接口电路,一位模数转换电路,电压比较器,1 理想运放工作在非线性区的特点,1)开关特性,非线性区的理想运放内某些三极管饱和或截止，使运放工作在开关状态,输出电压的值只有两种可能：或等于正向饱和值；或等于负向饱和值。,时，发生状态的转换。,此时的输入电压称为“阀值电压”或“门限电压”，用UTH表示。,一般运放输出端不接限幅的情况下，输出电压的高、低电平在数值上分别与运放的正负电源电压值接近,理想特性,线性区,uo=Aoduid=Aod(u+-u-),理想运放工作在非线性区时的特点,2)理想运放的输入电流等于零“虚断”,理想运放rid=，,3)理想运放工作在非线性区时不引入负反馈，一般工作在开环状态,只在判断临界状态时才适用“虚断”、“虚短”,4)鉴别灵敏度,Aud=,由于实际的运放,Aud,ui在UREF附近的一个很小范围内存在一个鉴别不灵敏区，在该范围内输出状态即非UOH又非UOL，故无法实现对输入电平大小进行判别。,一般AudU鉴别灵敏度,2电压比较器,1)反向电压比较器,ui,UR,基准参考电压,时，发生状态的转换。,此时的输入电压ui称为“阀值电压”或“门限电压”，用UTH表示。,UTH UR,UoL,UoH,输入电压,0,2)过零比较器（零电平检测器）,根据虚断：,UOL,UOH,阀值电压：,过零比较器的输入、输出波形,0,0,二、单限比较器,根据虚断：,-UZ,+UZ,阀值电压：,脉宽调制器,0,0,UREF,比较器输出脉冲宽度将随输入信号的变化而变化,UREF：三角波,ui：慢变化信号,二、单限比较器,根据虚断：,阀值电压。,单限电压比较器具有电路简单、灵敏度高等优点，存在的主要问题是抗干扰能力差。,二、单限比较器,单限电压比较器具有电路简单、灵敏度高等优点，存在的主要问题是抗干扰能力差。,0,误判断：,二、单限比较器,单限电压比较器具有电路简单、灵敏度高等优点，存在的主要问题是抗干扰能力差。,干扰脉冲,Rf引入的是正反馈。,根据叠加原理：,若原来uO=+UZ，当ui逐渐增大时，使uO从+UZ跳变为-UZ所需的门限电平UTH+为：,若原来uO=-UZ，当ui逐渐减小时，使uO从-UZ 跳变为+UZ所需的门限电平UTH-为：,Rf引入何种反馈？,当ui逐渐增大时，uO从+UZ跳变为-UZ时：,当ui逐渐减小时，uO从-UZ 跳变为+UZ时：,-UZ,+UZ,上限门限电压,下限门限电压,门限宽度或回差,与参考电压无关。,7.1 填空题,（1）理想集成运放开环电压放大倍数Aud=（），输入电阻Rid=（），输出电阻Rid=（），共模抑制比KCMR=（），开环带宽BW=（）。,0,（2）集成运放第一级常采用（）电路，主要是为了减少（），提高（）。,差动放大,零点漂移,KCMR,（3）理想集成运放在线性工作时，其两输入端的电位（），电流（）。,相等,相等且为零,（4）在集成运放的反相比例运算中,引入()反馈，而同相比例运算中，引入（）反馈。,电压并联,电压串联,（5）用理想集成运放组成的放大器,应工作在()状态,而电压比较器应工作在（）状态,所以电压比较器的输出只有（）和（）两种电平。,线性,非线性,高电平,低电平,（6）集成运放“虚短”的概念是指（），（），“虚地”的概念是指（），（）。,u+=u-,i+=i-=0,u+=u-=0,i+=i-=0,（7）集成运放反相输入端和反馈支路上的电阻分别为R1和Rf 则反相比例运算和同相比例运算的Auf分别为（），（）。,（8）在基本积分电路和微分电路中，反馈支路应分别接（）和（），在基本对数电路和指数电路中，反馈支路应分别接（）和（）。,电容,电阻,晶体管,电阻,选择题,(1)在集成运放中，其输入级都采用各种形式的差动电路，主要是为了,a)抑制差模和共模信号输出,b)放大差模和共模信号,c)放大差模信号和抑制共模信号,d)放大共模信号和抑制差模信号,c,(2)在集成运放中，第一级采用差放，主要是有助于,a)Rid,b)Aud,c)零漂,d)起匹配作用,c,(3)与反相比例运放相比，同相比例运放的主要优点是,a)输入电阻高,b)电压增益大,c)零点漂移小,d)不易自激,a,(4)反相比例运放、同相比例运放和差动比例运放的输入电阻分别为Ri1 Ri2 Ri3，则它们的关系符合,a)Ri1 Ri2 Ri3,b)Ri1 Ri3 Ri2,c)Ri1 Ri2 Ri3,d)Ri2 Ri3 Ri1,b,(5)理想运算放大器的应用电路中，若有uid=0，则运放为,a)开环状态,b)有负反馈,c)有正反馈,d)不能判断,b,(6)运算放大器同相电压跟随器中有,a)电压串联负反馈,b)电压并联负反馈,c)电流串联负反馈,d)电流并联负反馈,a,
