电压比较器与应用PPT课件
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
❖ 稳压管也是一种晶体二极管，它是利用PN结的击 穿区具有稳定电压的特性来工作的。我们把这种 类型的二极管称为稳压管，以区别用在整流、检 波和其他单向导电场合的二极管。
正向：普通二极管的特性
反向：稳压管工作在方向 击穿区
2020/7/27
13
限幅电路与过电保护电路
2020/7/27
14
限幅电路与过电保护电路
2020/7/27
18
二、任意电平比较器
❖ 任意电平比较器当Vi达到比较电平时，立即 翻转，用它检测信号电压时，灵敏度高，但 若被测信号叠加一定的干扰信号时，可能使 比较器产生振荡，造成误翻转，这就是所谓 电平比较器的“振铃”现象。
2020/7/27
19
“振铃”现象
ui
门限电平
2020/7/27
当i
R1
从足够低逐渐上升到阈值时VTH1=
Vo
-
R4
V
+VZ
V+
o
V
R2
R
+ R3
VZ
-VZ
Vi
2020/7/27
23
反相滞回电平比较器
从当❖v V 负iv足 i向 够足过R 高够程2 R 逐高3R 渐时3V 下，R v 降oR 使为2 R 由 低2 R 跳电3( 变平 V 为VZ OL) 的= -阈VR Z3 值V R VR o2 为 VR R TH2 3 V 2=ZV+
V
R1
R
V R2 i
2020/7/27
-
R4
V
o
+ R3
VZ 同相输入
22
反相滞回电平比较器
当 v i 足够低时，v o为高电平，VOH=+VZ
❖ V 正 向 过R 2 程R 3 R 3V R R 2 R 2 R 3V O H R 3 V R R vi2 R R 2 V 3O H
v V i
2020/7/27
9
差动电压比较器
2020/7/27
10
差动型电压比较器
❖ 阈值电压（又称门槛电平）是使比较器 输出电压发生跳变时的输入电压值，简 称阈值
❖ 传输特性是比较器的输出电压与输入电 压在平面直角坐标系上的关系
2020/7/27
11
限幅电路与过电保护电路
2020/7/27
12
稳压二级管（齐纳二极管）
o
u0
Uz
o
Uz
t
t
20
三、滞回电平比较器
❖（也称“施密特触发器 ”、“滞回 电平比较器”、“迟滞电平比较器” 等）
❖克服比较器的“振铃”现象，可采 用滞后比较器。
❖在比较器的同相端加入少量的正反
馈，即可构成滞后比较器。
2020/7/27
21
V
R1
i
V
R2
R
滞回电平比较器
-
R4
V
o
+ R3
VZ 反相输入
2020/7/27
29
四、窗口比较器
❖窗口比较器的功能是判断输入 信号电平是否在某一范围之内。
❖由两个任意电平比较器适当组 合而构成。
❖ 比较器的输出反映两个输入量之间相对大小 的关系。
2020/7/27
3
概述
❖比较器的输入量是模拟量，输出量 是数字量，所以它兼有模拟电路和 数字电路的某些属性，是模拟电路 和数字电路之间联系的桥梁，是重 要的接口电路。
2020/7/27
模拟量
数字量
4
3.4.1概述
❖ 普通运放有时也能作比较器，只要它的输出 电平被钳位在要求的逻辑电平即可。但运放 电路在设计时，重点考虑的是输出与输入之 间的线性放大特性以及稳定性（包括频率补 偿）等重要指标，而运放的响应时间一般较 长。
V
R1
i
Vwenku.baidu.com
R2
R
-
R4
V
o
+ R3
VZ
+VZ
-VZ
Vi
2020/7/27
24
Vi R1 VR R2
-
R4
Vo
+ R3
V Z
R1=10K，R2=15K，R3=30K，R4=3K，VR=0V， VZ=6V，根据式（3-25）和式（3-26）计算 VTH1=2V, VTH2 = -2V。
2020/7/27
❖ 为解决响应时间和电平匹配问题，电压比较 器被设计成专用的电路，并出现了各种集成 电压比较器。
2020/7/27
5
理想集成运放
运放有两个工作区：线性工作区和 非线性工作区。 （1）运算电路使用的是运放的线性
区。 （2）电压比较器使用的是运放的非
线性区。 如果输入信号太大，使得集成
运放超过了线性放大的范围，则运 放的输出电压就不再随着输入电压 线性增长，此时运放达到饱和，集 成运放的传输特性如图
3.4电压比较器与应用
2020/7/27
1
标题添加
点击此处输入相 关文本内容
标题添加
点击此处输入相 关文本内容
总体概述
点击此处输入 相关文本内容
点击此处输入 相关文本内容
3.4.1 概述
❖ 模拟电压比较器是用来鉴别和比较两个模拟 输入电压相对大小的器件。这两个模拟输入 电压，可以一个是模拟输入信号，另一个是 参考电压，也可以两个都是模拟输入电压。
2020/7/27
u0 U OH
u u U OL
6
3.4.1概述
❖ 电压比较器电路包括差动输入级、高增 益放大级和逻辑电平输出级三部分。差 动输入级保证比较器具有与运放可比拟 的输入参数，即低的Vos、Ios和宽的共 模输入电压范围等。高增益放大级保证 比较器有高的分辨率和转换速率。逻辑 电平输出级保证比较器可直接与各类数 字逻辑电路相接口。
2020/7/27
7
3.4.1概述
❖比较器的技术指标主要有：分辨率 的高低、比较速度的快慢、输入电 压范围的宽窄，以及逻辑电平兼容 性的强弱。
❖一个性能优良的比较器应具有高的 分辨率、快的比较速度、宽的输入 电压范围和强的逻辑兼容性。
2020/7/27
8
3.4.2比较器的应用
❖一、差动电压比较器
2020/7/27
15
二、任意电平比较器
❖ 1.非过零比较器
2020/7/27
16
二、任意电平比较器
❖ 2．求和型任意电平比较器
R1
Vi
R2
VR
-
+ R1//R2
2020/7/27
阈值电压：
R R Vo V V V Z
i V V1 0R
R VR1R 1R2VRR 2 1R 2R2V17i
二、任意电平比较器
25
2020/7/27
26
V
R1
R
V R2 i
-
R4
V
o
+ R3
VZ
VTH1(1R R2 3)VRR R2 3VOL
VTH2 (1R R23)VRR R23VOH
❖ 两个阈值的差值称为回差：
2020/7/27
VTHVTH1VTH 2
27
滞回电压比较器
2020/7/27
28
滞回电平比较器
❖滞后电平可用R2调节，只要ΔV选择 合适，就可消除上述“振铃”现象， 从而大大提高抗干扰能力。但滞后 电平ΔV的存在，会使检测灵敏度变 差，所以ΔV不宜取得过大，通常 R2<< R3。
正向：普通二极管的特性
反向：稳压管工作在方向 击穿区
2020/7/27
13
限幅电路与过电保护电路
2020/7/27
14
限幅电路与过电保护电路
2020/7/27
18
二、任意电平比较器
❖ 任意电平比较器当Vi达到比较电平时，立即 翻转，用它检测信号电压时，灵敏度高，但 若被测信号叠加一定的干扰信号时，可能使 比较器产生振荡，造成误翻转，这就是所谓 电平比较器的“振铃”现象。
2020/7/27
19
“振铃”现象
ui
门限电平
2020/7/27
当i
R1
从足够低逐渐上升到阈值时VTH1=
Vo
-
R4
V
+VZ
V+
o
V
R2
R
+ R3
VZ
-VZ
Vi
2020/7/27
23
反相滞回电平比较器
从当❖v V 负iv足 i向 够足过R 高够程2 R 逐高3R 渐时3V 下，R v 降oR 使为2 R 由 低2 R 跳电3( 变平 V 为VZ OL) 的= -阈VR Z3 值V R VR o2 为 VR R TH2 3 V 2=ZV+
V
R1
R
V R2 i
2020/7/27
-
R4
V
o
+ R3
VZ 同相输入
22
反相滞回电平比较器
当 v i 足够低时，v o为高电平，VOH=+VZ
❖ V 正 向 过R 2 程R 3 R 3V R R 2 R 2 R 3V O H R 3 V R R vi2 R R 2 V 3O H
v V i
2020/7/27
9
差动电压比较器
2020/7/27
10
差动型电压比较器
❖ 阈值电压（又称门槛电平）是使比较器 输出电压发生跳变时的输入电压值，简 称阈值
❖ 传输特性是比较器的输出电压与输入电 压在平面直角坐标系上的关系
2020/7/27
11
限幅电路与过电保护电路
2020/7/27
12
稳压二级管（齐纳二极管）
o
u0
Uz
o
Uz
t
t
20
三、滞回电平比较器
❖（也称“施密特触发器 ”、“滞回 电平比较器”、“迟滞电平比较器” 等）
❖克服比较器的“振铃”现象，可采 用滞后比较器。
❖在比较器的同相端加入少量的正反
馈，即可构成滞后比较器。
2020/7/27
21
V
R1
i
V
R2
R
滞回电平比较器
-
R4
V
o
+ R3
VZ 反相输入
2020/7/27
29
四、窗口比较器
❖窗口比较器的功能是判断输入 信号电平是否在某一范围之内。
❖由两个任意电平比较器适当组 合而构成。
❖ 比较器的输出反映两个输入量之间相对大小 的关系。
2020/7/27
3
概述
❖比较器的输入量是模拟量，输出量 是数字量，所以它兼有模拟电路和 数字电路的某些属性，是模拟电路 和数字电路之间联系的桥梁，是重 要的接口电路。
2020/7/27
模拟量
数字量
4
3.4.1概述
❖ 普通运放有时也能作比较器，只要它的输出 电平被钳位在要求的逻辑电平即可。但运放 电路在设计时，重点考虑的是输出与输入之 间的线性放大特性以及稳定性（包括频率补 偿）等重要指标，而运放的响应时间一般较 长。
V
R1
i
Vwenku.baidu.com
R2
R
-
R4
V
o
+ R3
VZ
+VZ
-VZ
Vi
2020/7/27
24
Vi R1 VR R2
-
R4
Vo
+ R3
V Z
R1=10K，R2=15K，R3=30K，R4=3K，VR=0V， VZ=6V，根据式（3-25）和式（3-26）计算 VTH1=2V, VTH2 = -2V。
2020/7/27
❖ 为解决响应时间和电平匹配问题，电压比较 器被设计成专用的电路，并出现了各种集成 电压比较器。
2020/7/27
5
理想集成运放
运放有两个工作区：线性工作区和 非线性工作区。 （1）运算电路使用的是运放的线性
区。 （2）电压比较器使用的是运放的非
线性区。 如果输入信号太大，使得集成
运放超过了线性放大的范围，则运 放的输出电压就不再随着输入电压 线性增长，此时运放达到饱和，集 成运放的传输特性如图
3.4电压比较器与应用
2020/7/27
1
标题添加
点击此处输入相 关文本内容
标题添加
点击此处输入相 关文本内容
总体概述
点击此处输入 相关文本内容
点击此处输入 相关文本内容
3.4.1 概述
❖ 模拟电压比较器是用来鉴别和比较两个模拟 输入电压相对大小的器件。这两个模拟输入 电压，可以一个是模拟输入信号，另一个是 参考电压，也可以两个都是模拟输入电压。
2020/7/27
u0 U OH
u u U OL
6
3.4.1概述
❖ 电压比较器电路包括差动输入级、高增 益放大级和逻辑电平输出级三部分。差 动输入级保证比较器具有与运放可比拟 的输入参数，即低的Vos、Ios和宽的共 模输入电压范围等。高增益放大级保证 比较器有高的分辨率和转换速率。逻辑 电平输出级保证比较器可直接与各类数 字逻辑电路相接口。
2020/7/27
7
3.4.1概述
❖比较器的技术指标主要有：分辨率 的高低、比较速度的快慢、输入电 压范围的宽窄，以及逻辑电平兼容 性的强弱。
❖一个性能优良的比较器应具有高的 分辨率、快的比较速度、宽的输入 电压范围和强的逻辑兼容性。
2020/7/27
8
3.4.2比较器的应用
❖一、差动电压比较器
2020/7/27
15
二、任意电平比较器
❖ 1.非过零比较器
2020/7/27
16
二、任意电平比较器
❖ 2．求和型任意电平比较器
R1
Vi
R2
VR
-
+ R1//R2
2020/7/27
阈值电压：
R R Vo V V V Z
i V V1 0R
R VR1R 1R2VRR 2 1R 2R2V17i
二、任意电平比较器
25
2020/7/27
26
V
R1
R
V R2 i
-
R4
V
o
+ R3
VZ
VTH1(1R R2 3)VRR R2 3VOL
VTH2 (1R R23)VRR R23VOH
❖ 两个阈值的差值称为回差：
2020/7/27
VTHVTH1VTH 2
27
滞回电压比较器
2020/7/27
28
滞回电平比较器
❖滞后电平可用R2调节，只要ΔV选择 合适，就可消除上述“振铃”现象， 从而大大提高抗干扰能力。但滞后 电平ΔV的存在，会使检测灵敏度变 差，所以ΔV不宜取得过大，通常 R2<< R3。