模拟电子技术基础：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、集成电压比较器一、概述一、概述1.电压比较器的功能：比较电压的大小。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。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。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。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比较器的描述方法:电压传输特性电压传输特性 uOf(uI)电压传输特性的三个要素：电压传输特性的三个要素：（1）输出高电平）输出高电平UOH和输出低电平和输出低电平UOL（2）阈值电压）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）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几种常用的电压比较器（1）单限比较器：只有一个阈值电压）单限比较器：只有一个阈值电压（3）窗口比较器：）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。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）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。回差电压单调变化使输出电压只跃变一次。回差电压T2T1UUU4 4、集成运放的非线性工作区、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集成运放工作在非线性区的特点1)净输入电流为净输入电流为02)uP uN时，时，uOUOM uP 0 时时 uO UOM;uI 0 时时 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。放的输入端，需加输入端限幅电路。集成运放的净输入集成运放的净输入电压最大值为电压最大值为UD输出限幅电路输出限幅电路 为适应负载对电压幅值的要求，输出端加限幅电路。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 UZUOH UZ UOL UD 不可缺少！不可缺少！输出限幅电路输出限幅电路uO UZ（1）保护输入端）保护输入端（2）加速集成运放状态的转换）加速集成运放状态的转换电压比较器的分析方法：电压比较器的分析方法：（1 1）写出写出 uP、uN的表达式，的表达式，令令uP uN，求解出的求解出的 uI即为即为UT；（2 2）根据输出端限幅电路决定输出的高、低电平；根据输出端限幅电路决定输出的高、低电平；（3 3）根据输入电压作用于同相输入端还是反相输入端决定）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输出电压电压的跃变方向。的跃变方向。2.一般单限比较器一般单限比较器得令,0PNI211REF212NuuuRRRURRRu（1）若要）若要UTURH时，时，uO1=uO2=UOM，D1导通，导通，D2截止；截止；uO=UZ。当当uIURL时，时，uO2=uO1=UOM，D2导通，导通，D1截止；截止；uO=UZ。当当URLuI URH时，时，uO1=uO2=UOM，D1、D2均截止；均截止；uO=0。CCVEEV特点：特点：1.无需限幅电路，根据电源电压确定所需高、低电平；无需限幅电路，根据电源电压确定所需高、低电平；2.可直接驱动集成数字电路；可直接驱动集成数字电路；3.响应速度快；响应速度快；4.可具有选通端；可具有选通端；5.电源电压升高，工作电流增大，工作速度加快。电源电压升高，工作电流增大，工作速度加快。五、集成比较器五、集成比较器某型号集成比较器的等效电路某型号集成比较器的等效电路讨论二讨论二 已知某型号集成电压比较器内部等效电路如图（已知某型号集成电压比较器内部等效电路如图（a）所示，）所示，试求解图（试求解图（b）（）（e）各电路的电压传输特性。）各电路的电压传输特性。讨论三讨论三 已知各电压比较器的电压传输特性如图所示，说出它已知各电压比较器的电压传输特性如图所示，说出它们各为哪种电压比较器；输入电压为们各为哪种电压比较器；输入电压为5sint(V)，画出各，画出各电路输出电压的波形。电路输出电压的波形。你能分别组成具有图你能分别组成具有图示电压传输特性的电压示电压传输特性的电压比较器电路吗？比较器电路吗？同相输入同相输入单限比较器单限比较器反相输入反相输入滞回比较器滞回比较器窗口窗口比较器比较器