整形电路

UL
0
UH
ui
-Uom
小于回差的干扰不会引起 跳转。跳转时，正反馈加 速跳转。
分别称UH和UL上下门限电压。称(UH - UL)为回差。 19
例：下行迟滞比较器的
ui
输入为正弦波时， 画出输出的波形。
UH
t
UL
ui
R
－
+
uo
ui
+
Uom
t
R1
R2
-Uom
20
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：
弦波变为方波。
ui
+
+ uo
uo
+Uom -Uom
t t
7
电路改进：用稳压管稳定输出电压。
uo
ui
Fra Baidu bibliotek
uo
+
+
UZ
+UZ
0
ui
-UZ
电压比较器的另一种形式
——将双向稳压管接在负
反馈回路上
ui
UZ
R
R´
+
uo
+
8
1、运算放大器组成的基本比较器电路(续) （2）串联型和并联型比较器电路
9
2、集成电压比较器
UH
R2 R1 R2
ui
R1 R1 R2
U om
0
ui
R1 R2
U om
UL
23
R
－
+
uo
+
ui
R1
R2
上下门限电压：
UH
R1 R2
U om
UL
R1 R2
U om
uo
Uom
UL
0
UH ui
-Uom 传输特性曲线
24
2) 加上参考电压后的上行迟滞比较器
UR
R
－
+
+
ui
R1
R2
上下门限电压：
当uo= -UOM时：
X
X
<2/3VCC <1/3VCC >2/3VCC >1/3VCC
<2/3VCC >1/3VCC
>2/3VCC <1/3VCC
导通 截止 导通 不变
导通
0 1 0 不变
0
15
6.3.3 施密特触发器电路
触发器是一种具有记忆作用的部件。具 有两个基本性质：一是在一定的条件下， 输出可以维持在两种稳定状态之一并保持 不变；二是在一定的外加信号的作用下， 可从一种稳定状态转变到另一种稳定状态。 施密特触发器就是一种用电平方式触发， 并对正向和负向增长的输入信号具有不同 的阈值电平，从而使传输特性具有迟滞特 性的触发器。其电路形式很多。
2
1、运算放大器组成的基本比较器电路 （1）最简单的过零电压比较器电路
3
过零比较器: (UR =0时)
uo
ui
+
+ uo
+UOM 0
ui
-UOM
+
+ uo ui
uo
+UOM
0 -UOM
ui
4
若ui从同相端输入
ui
+
UR – + uo
UR：参考电压 ui ：被比较信号
uo
+Uom
ui
0
UR
-Uom 传输特性
§6.3 波形整形电路
波形整形电路主要用来对那些变化缓 慢或不规则的信号进行整形，使其变 成边沿陡峭的信号，也可用于剔除输 入信号中的干扰信号，还可实现将一 种波形变换为另一种波形的功能。
1
6.3.1 电压比较器
电压比较器是将一个模拟电压信号 与一个基准（参考）电压相比较，以 鉴别其大小的电路。其鉴别的结果用 比较器输出的数字逻辑电平（高电平 或低电平）来表示。
ui R
UH
R1 R1 R2
U om
R1
R2 R2
U
R
UL
R1 R1 R2
U om
R2 R1 R2
UR
UR R1
uo
Uom
UL
0
-Uom
－
+
uo
+
R2
UH
ui
21
下行迟滞比较器两种电路传输特性的比较:
ui
R
－
+
+
uo
Uom uo
UL
0
UH
ui
R1
R2
ui
R
－
+
uo
+
UR
R1
R2
-Uom
Uom uo
13
1、电路组成 双排直列8脚。内部由两个电压比较器加一
个基本的RS触发器组成。
14
2、基本功能
④脚为复位端。⑥、②脚比较电压分别是 2/3VCC和1/3VCC。常用的555定时器有双极型 和CMOS两类。电源电压为+5～+18V范围。
R(4)
0 1 1 1 1
TH(6) TR(2) VT状态(7) Q输出(3)
特点：运放处于开环状态。
当ui > UR 时 , uo = +Uom 当ui < UR 时 , uo = -Uom
5
若ui从反相端输入
UR
+
ui
+ uo
uo
+Uom
0
UR
ui
-Uom
当ui < UR 时 , uo = +Uom 当ui >UR 时 , uo = -Uom
6
例：利用电压比较器将正
ui
普通运放作为
比较器运用时，
仅适合于对输
出翻转速度要
求不太高的场
合。集成比较
器的响应速度
较高，比较器
LM311为
200ns，而通
用型运放
LM301A为
10
2、集成电压比较器(续) 集成比较器LM311的应用比较灵活。其电源电
压可用+15V，也可在5V单电源下工作。电路通 常由⑦脚输出，可由①脚输出。应接上拉电阻。
11
比较器的特点
1. 电路简单。
ui
2. 当Ao不够大时，
t
输出边沿不陡。
3. 容易引入干扰。
uo
t
过零附近仍 处于放大区
12
6.3.2 555集成定时器
555定时器是一种多功能的线性集 成电路，它能产生准确的和非常稳定的 时延或振荡信号。在它的外部配上适当 的阻容元件，就可方便地构成施密特触 发器和单稳态触发器等整形电路，以及 矩形波振荡器等脉冲产生电路。
uo
R2 R1 R2
ui
R1 R1 R2
U om
UR
当uo= +UOM时：
R2 R1 R2
ui
R1 R1 R2
U om
UR
UH
R1 R2
U om
R1
R2 R2
U
R
UL
R1 R2
U om
R1 R2 R2
UR
25
传输特性：
UR
R
－
+
uo
+
ui
2.当uo正饱和时(uo =+UOM )
：
U
R1 R1 R2
U om
UH
3.当uo负饱和时(uo =–UOM )
：
U
R1 R1 R2
Uom
UL
18
UH
R1
R1 R2
U
om
ui
R
－
+
+
uo
UL
R1 R1 R2
U om
传输特性： uo
Uom
R1
R2
当ui 增加到UH时，输 出由Uom跳变到-Uom； 当ui 减小到UL时，输出 由-Uom跳变到Uom 。
16
1、用电压比较器构成的施密特触发器电路 电路及传输特性如图所示。R限流、VDZ限
幅、R1和R2引入电压串联正反馈。
UT
UZ
R1 R1 R2
UT
UZ
R1 R1 R2
17
下行迟滞比较器
1) 没加参考电压的下 行迟滞比较器
ui
R
－
+
uo
+
R1 U+ R2
参考电压由 输出电压决定
分析
1.因为有正反馈，所以 输出饱和。
UL
0
-Uom
UH
ui
22
上行迟滞比较器
1) 没加参考电压的上行迟滞比较器
R
－ +
+
ui
R1
R2
uo 当u+> u- =0 时, uo= +UOM 当u+< u- =0时, uo= -UOM
u+=0 时翻转，可以求出上下门限电压。
R2 R1 R2
ui
R1 R1 R2
U om
0
ui
R1 R2
U
om