比较器的基本原理及应用课件

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,ppt课件,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,ppt课件,*,运放的非线性应用电路,比较器,非线性应用：,是指由运放组成的电路处于非线性状态，输出与输入的关系,u,o,=f( u,i,),是非线性函数。,确定运放工作区的方法：,判断电路中有无负反馈。,若有负反馈，则运放工作在线性区；,若无负反馈，或有正反馈，则运放工作在非线性区。,处于非线性状态运放的特点：,1.,虚短路不成立。,2.,输入电阻仍可以认为很大。,3.,输出电阻仍可以认为是,0,。,1,ppt课件,运放的非线性应用电路 比较器 非线性应用：是指由运放,比较器的功能是比较两个电压的大小。,常用的幅度比较电路有电压幅度比较器、窗口比较器和具有滞回特性的施密特触发器。这些比较器的阈值是固定的，有的只有一个阈值，有的具有两个阈值,。,比较器的基本特点为：,工作在开环或正反馈状态。,开关特性，因开环增益很大，,比较器的输出只有高电平和低电平两个稳定状态。,非线性，,因大幅度工作，输出和输入不成线性关系。,2,ppt课件,比较器的功能是比较两个电压的大小。工作在,1,简单电压比较器,u,o,u,i,0,+U,om,-,U,om,U,R,传输特性,U,R,：参考电压,u,i,：被比较信号,+,+,u,o,u,i,U,R,特点：运放处于开环状态。,当,u,i,U,R,时,u,o,=,+,U,om,当,u,i,U,R,时,u,o,=,-,U,om,一、,若,u,i,从同相端输入,3,ppt课件,1 简单电压比较器uoui0+Uom-UomUR传输,+,+,u,o,u,i,U,R,u,o,u,i,0,+,U,om,-,U,om,U,R,当,u,i,U,R,时,u,o,=,-,U,om,二、 若,u,i,从反相端输入,4,ppt课件,+uouiURuoui0+Uom-UomUR当ui ,u,o,u,i,0,+,U,OM,-,U,OM,+,+,u,o,u,i,三、过零比较器,: (,U,R,=0,时,),+,+,u,o,u,i,u,o,u,i,0,+,U,OM,-,U,OM,5,ppt课件,uoui0+UOM-UOM+uoui三、过零比较器,+,+,u,o,u,i,t,u,i,例：,利用电压比较器将正弦波变为方波。,u,o,t,+U,om,-,U,om,6,ppt课件,+uouitui例：利用电压比较器将正弦波变为方波。u,分析,1.,因为有正反馈，所以输出饱和。,2.,当,u,o,正饱和时,(,u,o,=+,U,OM,),：,U,+,3.,当,u,o,负饱和时,(,u,o,=,U,OM,),：,+,+,u,o,R,R,2,R,1,u,i,参考电压由,输出电压决定,2,施密特触发器迟滞比较器,特点：,电路中使用正反馈， 运放处于非线性状态。,1.,没加参考电压的下行迟滞比较器,7,ppt课件,分析1. 因为有正反馈，所以输出饱和。2. 当uo正饱,分别称,U,H,和,U,L,上下门限电压,。称,(,U,H,-,U,L,)为,回差或门限,宽度,。,当,u,i,增加到,U,H,时，输出由,U,om,跳变到,-,U,om,；,+,+,u,o,R,R,2,R,1,u,i,当,u,i,减小到,U,L,时，输出由,-,U,om,跳变到,U,om,。,传输特性：,U,H,U,L,u,o,u,i,0,U,om,-,U,om,8,ppt课件,分别称UH和UL上下门限电压。称(UH - UL)为回差或,t,u,i,U,om,-,U,om,t,u,i,U,H,U,L,例：,下行迟滞比较器的输入为正弦波时，画出输出的波形。,+,+,u,o,R,R,2,R,1,u,i,9,ppt课件,tuiUom-UomtuiUHUL例：下行迟滞比较器的输,2.,加上参考电压后的下行迟滞比较器,加上参考电压后的上下限：,+,+,u,o,R,R,2,R,1,u,i,U,R,u,o,u,i,0,U,om,-,U,om,U,H,U,L,10,ppt课件,2. 加上参考电压后的下行迟滞比较器加上参考电压后的上下,例：,R,1,=10k,，,R,2,=20k,，,U,OM,=12V,，,U,R,=9V,当输入,u,i,为如图所示的波形时，画出输出,u,o,的波形。,+,+,u,o,R,R,2,R,1,u,i,U,R,5V,10V,u,i,t,0,11,ppt课件,例：R1=10k，R2=20k ，UOM=12V，,门限电压：,+,U,OM,-,U,OM,根据传输特性画输出波形图。,u,i,u,o,t,t,10V,5V,0,0,2V,12,ppt课件,门限电压：+UOM-UOM根据传输特性画输出波形图。ui,+,+,u,o,R,R,2,R,1,u,i,+,+,u,o,R,R,2,R,1,u,i,3,、上行迟滞比较器,没加参考电压的,上行迟滞比较器,加上参考电压后的,上行迟滞比较器,13,ppt课件,+uoRR2R1ui+uoRR2R1ui,3,窗口比较器,窗口比较器的电路如图，电路由两个幅度比较器和一些二极管与电阻构成。,设,R,1,=R,2,，则有：,14,ppt课件,3 窗口比较器 窗口比较,当,v,I,V,H,时，,v,O1,为,高电平,，,D,3,导通；,v,O2,为,低电平, D,4,截止，,v,O,=,v,O1,。,当,v,I,V,L,时，,v,O2,为高,电平，,D,4,导通；,v,O1,为低,电平，,D,3,截止，,v,O,=,v,O2,当,V,H,v,I,V,L,时，,v,O1,为低电平，,v,O2,为低电,平，,D,3,、,D,4,截止，,v,O,为,为低电平。,15,ppt课件,当vIVH时，vO1为高电平，D3导通；vO,一、电路结构,上下门,限电压：,下行的迟滞比较器，输出经积分电路再输入到此比较器的反相输入端。,+,+,R,R,1,R,2,C,+,u,c,u,o,4,方波发生器,16,ppt课件,一、电路结构上下门下行的迟滞比较器，输出经积分电路再输入,二、工作原理,1.,设,u,o,=,+,U,OM,此时，输出给,C,充电,则：,u,+,=U,H,0,t,u,o,U,OM,-,U,OM,U,+H,u,c,0,t,u,o,立即由,U,OM,变成,U,OM,+,+,R,R,1,R,2,C,+,u,c,u,o,U,c,上升,到,U,H,时，,u,o,下,翻,。,17,ppt课件,二、工作原理1. 设 uo = + UOM此时，输出给,此时，,C,经输出端放电。,2.,当,u,o,=,-,U,OM,时，,u,+,=U,L,u,c,降到,U,L,时，,u,o,上翻,。,U,H,u,c,t,U,L,当,u,o,重新回到,U,OM,以后，电路又进入另一个,周期性的变化。,+,+,R,R,1,R,2,C,+,u,c,u,o,18,ppt课件,此时，C 经输出端放电。2. 当uo = -UOM 时,0,U,H,u,c,t,U,L,U,OM,u,o,0,t,-,U,OM,T,输出波形：,+,+,R,R,1,R,2,C,+,u,c,u,o,19,ppt课件,0UHuctULUOMuo0t- UOMT输出波形：+,