信号转换II电压比较电路分析
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5
例２
（339是四个独 立比较器，过 压可参照右图）
6
通断控制
温度控制器（自动调温器）
V T T / 100
高放大倍数功 率管
7
利用一个5k的电位器， 可以使设定值位于500 C 和1000 C之间的任何位 置。求各个电阻值。
V T T / 100
8
二、滞回比较电路（施密特触发器，正反馈）
2
（C）电平比较电路的“振铃”现象 un
UR
ui Uo
MN
PQ
3
（D）电平比较器的应用
电平检测器/阈值检测器
• 监测电压,在电压上升 (或降至)某规定值（设 定值）时发出信号。
• 检测器输出根据要求可 发出某一特定的动作。
• 常见例子有报警器，接 通电机或加热器，或向 微处理器发送一个中断 信号。
第二节 电压比较电路
模拟电压比较电路是鉴别和比较两个模拟输入电压大小的电路。
比较器的输出(数字量)反映两个输入量（模拟量）间的相对大小。
一、电平比较电路（单阈值比较器） （a）差动比较电路
电压比较器符号
电压比较器特性
1
（B）求和型电平比较电路
UR
R1 R2
U
优点：阈值可变，消 除共模误差 缺点：振铃现象
电平比较器的振铃现象
9
滞回比较电路（施密特触发器）原理：
阈值受输出控制，因为输出两个稳态，所以两个阈值
Uo
R ui
R2
UR
-1 #
+1
Uo
R1
O
U1 U2 ui
a) 滞回比较器电路原理图
b) 传输特性
单方向单阈值,正反馈加速比较,U2-U1>最大的噪声电压
10
反相施密特触发器
11
同相施密特触发器
19
课外作业
1(A) 利用由15V稳压电源供电的311比较器，设计一个阈值检测器 是它当vI〉1V时，有v0 0V；当vI 1V时，有v0 5V。（B）如果条件 改为当vI〉5V时，有v0 -15V；当vI 5V时，有v0 0V。重做上一问。
2.采用三个339型比较器，一个LM385 2.5V基准二极管
即使是输入信号比较纯净时，引入少量的磁滞（几个毫伏）也是 很值得的。这样能够避免由杂散交流反馈引起的潜在振荡，这些 杂散的交流反馈是由寄生电容以及供电电源总线和接地总线的分 布阻抗产生的。
16
三、窗口比较电路
单方向多个阈值 E
下限比较器N2反相输 入端的基准电压为
R1 UZ
UR1 VS
RP UR2
Vp Vn
比较器
缩小输入 的分压器
建立稳定阈值 的电压基准
VT
1 R2
R1 VREF
4
电平检测器
例1：如右图所示，令 VREF=2.0V, R1=20kΩ 和 R2=30kΩ 。 假 设 采 用 的 是 339 比 较 器 ， Vos=5mV( 最大值）和 IB=250nA(最大值）。 估算出电路的最坏情 况下的误差。
IR 1mA,一个HLMP - 4700LEDILED 2mA和VLED 1.8V，
若干需要的电阻，设计一个电路。该电路能对15V 5%的 电源进行监控，并当电源处在这个范围之内时，电路能使 LED发光。
测控电路
2019/5/26 20
R2
-1
#
+1 N1 Uo1
&
Uo
-1
#
+1 N2 Uo2
上限比较器N1通向输入端的 基准电压为
ui Uo
“1” U
O
UR2
UR1
ui
Leabharlann Baidu
“0”
17
窗口探测器
（线与）两个输出为高电平, 输出才为高
18
窗口探测器
根据技术要求，数字电路工作通 常要求VCC在5V 5%范围内。如 果要使如右图的LED在VCC位于 这个范围内时发光，已知VLED 1.5V ILED 10mA, IB2N 2222 1mA。 求各个元件的值。 （稳压管工作电流也是1mA）
12
单电源反相施密特触发器
13
单电源同相施密特触发器
14
消除比较器抖动
当处理缓慢变化的信号时,比较器可能会在输入穿越阈值 时,产生多个输出变化,即抖动。这种抖动是由叠加在输入信号 上的交流噪声产生的，尤其是在工业环境中。当信号穿越阈值 时，噪声以全部开环增益被放大，这样就产生了输出抖动。
15
利用滞回比较器可以消除抖动
例２
（339是四个独 立比较器，过 压可参照右图）
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通断控制
温度控制器（自动调温器）
V T T / 100
高放大倍数功 率管
7
利用一个5k的电位器， 可以使设定值位于500 C 和1000 C之间的任何位 置。求各个电阻值。
V T T / 100
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二、滞回比较电路（施密特触发器，正反馈）
2
（C）电平比较电路的“振铃”现象 un
UR
ui Uo
MN
PQ
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（D）电平比较器的应用
电平检测器/阈值检测器
• 监测电压,在电压上升 (或降至)某规定值（设 定值）时发出信号。
• 检测器输出根据要求可 发出某一特定的动作。
• 常见例子有报警器，接 通电机或加热器，或向 微处理器发送一个中断 信号。
第二节 电压比较电路
模拟电压比较电路是鉴别和比较两个模拟输入电压大小的电路。
比较器的输出(数字量)反映两个输入量（模拟量）间的相对大小。
一、电平比较电路（单阈值比较器） （a）差动比较电路
电压比较器符号
电压比较器特性
1
（B）求和型电平比较电路
UR
R1 R2
U
优点：阈值可变，消 除共模误差 缺点：振铃现象
电平比较器的振铃现象
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滞回比较电路（施密特触发器）原理：
阈值受输出控制，因为输出两个稳态，所以两个阈值
Uo
R ui
R2
UR
-1 #
+1
Uo
R1
O
U1 U2 ui
a) 滞回比较器电路原理图
b) 传输特性
单方向单阈值,正反馈加速比较,U2-U1>最大的噪声电压
10
反相施密特触发器
11
同相施密特触发器
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课外作业
1(A) 利用由15V稳压电源供电的311比较器，设计一个阈值检测器 是它当vI〉1V时，有v0 0V；当vI 1V时，有v0 5V。（B）如果条件 改为当vI〉5V时，有v0 -15V；当vI 5V时，有v0 0V。重做上一问。
2.采用三个339型比较器，一个LM385 2.5V基准二极管
即使是输入信号比较纯净时，引入少量的磁滞（几个毫伏）也是 很值得的。这样能够避免由杂散交流反馈引起的潜在振荡，这些 杂散的交流反馈是由寄生电容以及供电电源总线和接地总线的分 布阻抗产生的。
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三、窗口比较电路
单方向多个阈值 E
下限比较器N2反相输 入端的基准电压为
R1 UZ
UR1 VS
RP UR2
Vp Vn
比较器
缩小输入 的分压器
建立稳定阈值 的电压基准
VT
1 R2
R1 VREF
4
电平检测器
例1：如右图所示，令 VREF=2.0V, R1=20kΩ 和 R2=30kΩ 。 假 设 采 用 的 是 339 比 较 器 ， Vos=5mV( 最大值）和 IB=250nA(最大值）。 估算出电路的最坏情 况下的误差。
IR 1mA,一个HLMP - 4700LEDILED 2mA和VLED 1.8V，
若干需要的电阻，设计一个电路。该电路能对15V 5%的 电源进行监控，并当电源处在这个范围之内时，电路能使 LED发光。
测控电路
2019/5/26 20
R2
-1
#
+1 N1 Uo1
&
Uo
-1
#
+1 N2 Uo2
上限比较器N1通向输入端的 基准电压为
ui Uo
“1” U
O
UR2
UR1
ui
Leabharlann Baidu
“0”
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窗口探测器
（线与）两个输出为高电平, 输出才为高
18
窗口探测器
根据技术要求，数字电路工作通 常要求VCC在5V 5%范围内。如 果要使如右图的LED在VCC位于 这个范围内时发光，已知VLED 1.5V ILED 10mA, IB2N 2222 1mA。 求各个元件的值。 （稳压管工作电流也是1mA）
12
单电源反相施密特触发器
13
单电源同相施密特触发器
14
消除比较器抖动
当处理缓慢变化的信号时,比较器可能会在输入穿越阈值 时,产生多个输出变化,即抖动。这种抖动是由叠加在输入信号 上的交流噪声产生的，尤其是在工业环境中。当信号穿越阈值 时，噪声以全部开环增益被放大，这样就产生了输出抖动。
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利用滞回比较器可以消除抖动