滞回比较器

第一部分

模拟电子课程设计

目录

1 课程设计的目的与作用 (1)

1.1设计目的、主要任务及设计思想 (1)

1.2设计作用 (1)

1.2.1滞回比较器 (1)

1.2.2双限比较器 (1)

2 设计任务及所用multisim软件环境介绍 (1)

2.1设计任务 (1)

2.2 Multisim软件环境介绍： (2)

3 电路模型的建立 (2)

3 .1滞回比较器 (2)

3 .2双限比较器 (2)

4 理论分析及计算 (3)

4 .1滞回比较器理论分析及计算 (3)

4 .2双限比较器 (4)

5 仿真结果分析 (5)

5 .1滞回比较器 (5)

5 .2双限比较器 (5)

6 设计总结和体会 (6)

7 参考文献 (6)

1 课程设计的目的与作用

1.1设计目的、主要任务及设计思想

根据设计要求完成对滞回比较器和双限比较器的设计，进一步加强对模拟电子技术的理解。了解比较器的工作原理，掌握外围电路设计与主要性能参数的测试方法。

1.2设计作用

1.2.1.滞回比较器：又称施密特触发器，其抗干扰能力强，如果输入电压受到干扰或噪声的影响，在门限电平上下波动，而输出电压不会在高、低两个电平间反复的跳动。

1.2.2.双限比较器：在实际工作中，有时需要检测输入模拟信号的电平是否处在两个给定的电平之间，此时要求比较器有两个门限电平，这种比较器称为双限比较器。

2设计任务及所用multisim软件环境介绍

2.1设计任务

初步了解和掌握滞回比较器和双限比较器的设计、调试过程，能进一步巩固课堂上学到的理论知识，了解滞回比较器和双限比较器的工作原理

2.2 Multisim软件环境介绍

Multisim是美国国家仪器（NI）有限公司推出的以Windows为基础的仿真工具，适用于板级的模拟/数字电路板的设计工作。它包含了电路原理图的图形输入、电路硬件描述语言输入方式，具有丰富的仿真分析能力。

3 电路模型的建立

3.1.滞回比较器

图3.1

3.2.双限比较器

图3.2

4 理论分析及计算

4.1滞回比较器

输入电压I u 经电阻1R 加在集成运放的反向输入端，参考电压REF U 经电阻2R 接在同向输入端，此外从输入端通过电阻F R 引回同向输入端。电阻R 和背靠背稳压管Z VD 的作用是限幅，将输出电压的幅度限制在Z U ±。

利用叠加原理可求得同向输入端的电位为:

）（1u 0222U R R R U R R R F

REF F F +++=+ 若原来Z 0U u +=，当I u 逐渐增大时，使0u 从Z U +跳变为Z U -所需的门限电平用+T U 表示，由上式知

）（2U Z 222T U R R R U R R R F

REF F F +++=+

若原来的Z 0-U u =，当I u 逐渐减小，使0u 从Z U -跳变为Z U +所需的门限电平用-T U 表示，则

）（3-U Z 222-T U R R R U R R R F

REF F F ++= 由F R =30kOhm,2R =20kOhm,REF U =6V ,带入以上公式可以得到，+T U =5V ，-T U =2V ，即当I u 增大时，在I u =5V 时0u 发生跳变，而当I u 减小时，则在0u =2V 时发生跳变。输出波形为矩形波

4.2双限比较器

电路中有两个集成运放1A 和2A ，输入电压I u 各通过一个电阻R 分别接到1A 的同相输入端和2A 的反相输入端，两个参考电压REF1U 和REF2U 分别加在1A 的反相输入端和2A 的同相输入端，其中REF1U >REF2U ,1A 和2A 的输入端各通过一个二极管，然后连接在一起，作为双限比较器的输出端。

如果I u

如果I u >REF1U ,则1A 输出高电平，2A 输出低电平，此时二极管1VD 导通，2VD 截止，输出电压0u 也为高电平。

只有当REF2U

可见，这种比较器有两个门限电平：上门限电平TH U 和下门限电平TL U 。在本电路中，TH U =REF1U =-3V ，TL U =REF2U =8V 。

5 仿真结果分析

5.1滞回比较器

图5.1

仿真分析：由F R =30kOhm,2R =20kOhm,REF U =6V ,带入公式（1）（2）（3）可以得到， T U =5V ，-T U =2V ，即当I u 增大时，在I u =5V 时0u 发生跳变，而当I u 减小时，则在0u =2V 时发生跳变。输出波形为矩形波

得出结论：滞回比较器效果显著，所测得数值与理论计算数值误差在实验范围之内，是有效的实验。

5.2双限比较器

图5.2

仿真分析：这种比较器有两个门限电平：上门限电平TH U 和下门限电平TL U 。在

本电路中，TH U =REF1U =-3V ，TL U =REF2U =8V 。

得出结论：双限比较器效果显著，所测得数值与理论计算数值误差在实验范围之内，是有效的实验。

6 设计总结和体会

在这次模电设计课程的学习中，通过老师的指导，加上自己的努力，我在这次模电设计课程学习中收获很多，在遇到挑战的时候，我没有退缩，认真地对待。在抽到滞回比较器和双限比较器的时候，觉得很难，突然有些迷惘，因为这个数放没一点印象。带着迷惑，在老师的指导下，自己对以前的书本进行复习，经过一番试验，最终取得胜利。

7 参考文献

《模拟电子技术基础简明教程》 杨素行 第三版 高等教育出版社