电压比较器PPT课件

2. 鉴别灵敏度
理想的电压比较器，在高、 低电平转换的门限UT处具有阶 跃的传输特性。
这就要求运放：
Aud
实际运放的Aud不为无穷大。在UT附近存在着 一个比较的不灵敏区。在该区域内输出既非UoH，也非UoL，
故无法对输入电平大小进行判别。
显然，Aud越大，则这个不灵敏区就越小，称
比较器的鉴别灵敏度越高。
此时，两输入端“虚短路”的概念不再适用。
1.1 简单电压比较器
一. 反相电压比较器
电路如图所示， 输
入信号ui加在反相端，参考电压ur 加在同相端。
ui
-
A
其传输特性 uo= f ( ui )
uo
uo
+
UoH
ur 当 ui < ur ， uo=UOH
ui > ur ， uo=UOL
0 0 ur ui
U f

R1
R1 R2
U
oH
+
R2
Uf R1
-
当ui由负逐渐增大到ui =U+′时，输出将
由高电平跳变为低电平。对于反相电路uo从高跳到低
所对应的ui电压称为上门限电压，记为UTH。可见，UTH
= U+′当输出一旦变为低电平，则同相端也同时跳变为
U
U f

R1 R1 R2
一.反相迟滞比较器
反相迟滞比较器电
路如图所示。 R1和R2将输出
ui R'
A
+
uo
电压uo反馈到运放的同相端，
构成正反馈。为简单计，R1 端所接的参考电平为地电位。
+
R2
Uf R1
-
下面来分析该电路的传输特性
Fra Baidu bibliotekui很负使u－< u+时， uo为高电平UoH
ui R'
A
+
uo
此时，同相端电位u+为
U
∆U
回比较器。
UTL
0
迟滞比较器的上、下门限电
u UTH
i
压之差称之为回差，用ΔU表示，即 UoL
u+
i+
A
+
uo
非线性应用特点： i i 0 u u uo UCC UoL u u uo UCC UoH
此时，两输入端“虚短路”的概念不再适用。
1 电压比较器
电压比较器的功能是对两个输入电压的大小进 行比较，并根据比较结果输出高、低两个电平。
电压比较器有专用的集成芯片可供使用，也 可用集成运放组成，这里只讨论后者。
i
反之，ui由大逐渐变小时，由于同相端电位变为
U
U

R1 R1 R2
U oL
因而ui必须小到 U 时，输出才由低电平跳变为高电平。
此时的输入电压称为下门限电压，记为UTL。 UTL= U
对应的传输特性曲线如图所示。
由于其传输特性 很像磁性材料的磁滞回线，
uo
UoH
所以称之为迟滞比较器或滞
电压比较器
电压比较器
电压比较器的功能是对两个输入电压的大小进 行比较，并根据比较结果输出高、低两个电平。
比较器在信号变换、检测和波形产生电路中有广泛应用。
此外由于高电平相当于逻辑“1”，低电平相当
逻辑“0”，所以比较器可作为摸拟与数字电路之间的接口
电路。
电压比较器有专用的集成芯片可供使用，也
可用集成运放组成，这里只讨论后者。
[例2].将不规则的输入 [例3].若ur为三角波，而ui
波
为缓变信号，实现脉宽调制。
形整形成规则的矩形波。
反相过零比较器
反相比较器
简单电压比较器
较器
一. 反相电压比
ui
-
A
uo
+
2. 同相电压比较器
ui
+ A
uo
-
ur
ur
其传输特性 uo= f ( ui )
uo
UoH
uo
UoH
0
ur ui
UoL
由于比较器输出只有两个状态，因此，用作比较器的 运放将工作在开环或正反馈的非线性状态。
电压比较器的电路符号
UCC
u- -
A u+ +
-UCC
电压比较器的基本特性
1. 输出 高电平(UoH)和低电平(UoL) 用运放构成的比较器，其输出的高电平UoH和低 电 平 UoL 可 分 别 接 近 于 正 电 源 电 压 (UCC) 和 负 电 源 电 压 (UCC)。
3.转换速度
作为比较器的另一个重要特性就是转换速 度，即比较器输出状态发生转换所需要的时间。
uo
UoH
转换时间
t1
t2
t
UoL
通常要求转换时间尽可能短，以便实现高速 比较。为此可对比较器施加正反馈，以提高转换速度。
理想集成运放非线性应用时的特点
非线性应用的条件：运放开环或施加正反馈。
- u- i-
UoL
当该电路的参考电压为零时，则为反相过零比较器。
2. 同相电压比较器
电路如图所示， 输入 ui
+ A
uo
信 号 ui 加 在 同 相 端 ，
-
参考
ur
当 电ui 压< uurr，加u在o=反U相OL端。
uo
UoH
ui > ur ， uo=UOH
其传输特性
0 0 ur ui
uo= f ( ui )
U oL
由于 U U ，因而 ui > U 以后，uo将维持在低电平。
SUCCESS
THANK YOU
2019/7/31
电压的传输特性
ui R'
A
+
uo
uo
UoH
UTH

R1 R1 R2
U oH
+
R2
Uf R1
-
UTL 0
UTL

R1 R1 R2
U oL
UoL
u UTH
UoL
当参考电压为零时，则为同相过零比较器。
[例1]. 若 ui=5sinωt V
ui (V)
ur =2V, UCC 5
=12V。
2 0
t
试画出反相和同
相比较器的输出UCC波形。
ui
-
uo
uo (V)
12
+
-UCC
ur
UCC
ui
+
uo
0
t
-12
uo (V)
反相比较器
12
-
-UCC
ur
t
-12
同相比较器
由于比较器输出只有两个状态，因此，用作比较器的 运放将工作在开环或正反馈的非线性状态。
电压比较器的基本特性
1. 输出 高电平(UoH)和低电平(UoL)
2. 鉴别灵敏度 3.转换速度
理想集成运放非线性应用时的特点
非线性应用的条件：运放开环或施加正反馈。
- u- i-
u+
i+
A
+
uo
非线性应用特点： i i 0 u u uo UCC UoL u u uo UCC UoH
0 0 ur ui
UoL
2. 迟滞比较器––双稳态触发器
简单比较器应用中存在的问题 ①. 输出电压转换时间受运放的限制，使高频脉冲的边 缘不够陡峭； ②. 抗干扰能力差。在比较门限处，输出将产生多次跳变。
为了解决以上两个问题，在比较器中引入正 反馈，构成所谓“迟滞比较器”。
这种比较器具有很强的抗干扰能力，同时由 于正反馈加速了状态转换，从而改善了输出波形的边缘。