模电课件27第七章电压比较器知识分享

（ 6 ） 集成运放“虚短”的概念是指 u+=u-
（ i+=i- =0
），（
）， “虚u+地=u”-=0的概念是
指（i+=i- =0
） ，（
）。
（ 7 ） 集成运放反相输入端和反馈支路上的电阻分别
为R1和Rf 则反相比例运算和同相比例运算的Auf分别为
（ R f ），（ 1 R f ）。
当ui>uREF uo= uoL → “0 ”
电压比较器
模拟与数字电路的接口电路 一位模数转换电路
ui uREF
uo
2020/6/2
模电课件
1 理想运放工作在非线性区的特点
1) 开关特性 非线性区的理想运放内某些三极管饱和或截止， 使运放工作在开关状态 输出电压的值只有两种可能：或等于正向饱和值； 或等于负向饱和值。
ui R1
u R U i R 2020/6/2
1
——阀值电压。
R
2
模电课件
UTH
uO +UZ
ui 0
-UZ
单限电压比较器具 有电路简单、灵敏 度高等优点，存在 的主要问题是抗干 扰能力差。
二、单限比较器
单限电压比较器具有电路简单、灵敏度高等 优点，存在的主要问题是抗干扰能力差。
ui 误判断：
UT HR2R fRf URR2R 2Rf UZ
UTUT HUT HR2 2R 2 Rf UZ UTH : 上限门限电压 UTH : 下限门限电压
UT : 门限宽度或回差
2020/6/2 与参考电压无关模。电课件
uO +UZ
UTH-0
UTHu+ i
-UZ 传输特性
7.1 填空题
（ 1 ） 理想集成运放开环电压放大倍数Aud=（ ∞ ）， 输入电阻Rid=（ ∞ ），输出电阻Rid=（ 0 ）， 共模抑制比KCMR=（ ∞ ），开环带宽BW=（ ∞ ） 。 （ 2 ）集成运放第一级常采用（ 差动放大 ）电路， 主要是为了减少（ 零点漂移 ），提高（ KCMR ） 。 （ 3 ）理想集成运放在线性工作时，其两输入端的电位 （ 相等 ），电流（ 相等且为零 ） 。
0 UR
-UZ
脉宽调制器
比较器输出脉冲宽度将随输入信号的变化而 变化
ui
0 uo
UREF
W
W
0
2020/6/2
t
ui：慢变化信号 UREF：三角波
t ui U 模电课件 REF
uo
二、单限比较器
UR R2
ui R1
+
R'
RO uO
求和型单限比较器
根据虚断： i i 0
u 0;
当u u时
，U R
R 2
2020/6/2
输入电压 ui u
基准参 考模电电课压件
0UR
u
uo
2)过零比较器（零电平检测器）
根据虚断：i i 0
u 0; u ui;
ui 0: uu uOUOL UZ
ui 0: uuuOUOH UZ
uO UOH
ui 0 UOL
2020/6/2
阀值电压：UTH0
R
ui
+
R'
模电课件
RO uO
一般Aud↑→△U↓→鉴 别灵敏度↑
2020/6/2
模电课件
VCC
uo
－VCC
u0
U OH
U REF
ui
U OL
鉴别
不 灵 U
敏区
2电压比较器
1) 反向电压比较器
u u 时，发生状态的转换。
此时的输入电压ui称为“阀值电压”或“门限电 压”，用UTH表示。
UTH ＝UR
UoH uO
ui
0 UR
UoL
uu; uOU OH uu; uOU OL u u 时，发生状态的转换。
此时的输入电压称为“阀
值电压”或“门限电压”，
用UTH表示。
2020/6/2
模电课件
ui uREF
u u
uo
一般运放输出端不接限幅的情况下，输出电压的高、 低电平在数值上分别与运放的正负电源电压值接近
uo=Aoduid =Aod(u+-u-)
0 uo
0
2020/6/2
门限电压
t
+UZ uO
0 -UZ
ui
UR
ui R -
t
+
R'
模电课件
RO uO
二、单限比较器
单限电压比较器具有电路简单、灵敏度高等优点，存在的 主要问题是抗干扰能力差。
ui
0 uO +UZ
门限电压 t
+UZ uO
0 -UZ
ui
UR
0 -UZ
2020/6/2
t 干扰脉冲
模电课件
过零比较器的输入、输出波形
ui
0 uo
0
2020/6/2
t
R
ui
+
t R'
模电课件
RO uO
二、单限比较器
ui R +
URR '
RO uO
根据虚断： i i 0
u UR; u ui;
ui UR: uu uOUZ
ui UR: uuuOUZ
阀值电压：UTHUR
2020/6/2
模电课件
+UZ uO
ui
if
UR R2
Rf
+ RO U-uUOZZ
ui uu
UT HR2R fRf URR2R 2Rf UZ
ui R1
2020/6/2
U模T电 H 课件R2R fRf URR2R 2Rf UZ
当ui逐渐增大时，uO从+UZ跳变为-UZ时：
UT HR2R fRf URR2R 2Rf UZ
当ui逐渐减小时，uO从-UZ 跳变为+UZ时：
（ 4 ）在集成运放的反相比例运算中,引入( 电压并联 ) 反馈，而同相比例运算中，引入（ 电压串联 ）反馈。
（ 5 ）用理想集成运放组成的放大器,应工作在( 线性 ) 状态,而电压比较器应工作在（非线性）状态,所以电压比 较器20的20/6输/2 出只有（ 高电平模电）课件和（低电平 ）两种电平。
7-5 电压比较器
一、过零比较器 二、单限比较器 三、迟滞比较器 四、窗孔比较器
2020/6/2
模电课件
7.5.1 电压比较器
一、电压比较器基本概念 电压比较器是集成运放的另一类基本应用电路，作用 是对两个输入电压进行比较，比较的结果及输出只有 两种状态，既高电平和低电平 当ui<uREF uo= uoH → “1 ”
线性区
理想ห้องสมุดไป่ตู้性 uO
UOH
VCC
非线
0 UOL
u+- u-
非线
ui uREF
u u
uo
性20区20/6/2
性区
模电课件
－VCC
4)鉴别灵敏度 Aud=∞ 由于实际的运放 Aud≠∞
ui uREF
ui在UREF附近的一个很小范 围内存在一个鉴别不灵敏区，
在该范围内输出状态即非
UOH又非UOL ，故无法实现 对输入电平大小进行判别。
三、迟滞比较器（施密特触发器）
若原来uO=+UZ，当ui逐 Rf引入的是正反馈。
渐增大时，使uO从+UZ跳 变为-UZ所需的门限电平
u ui
根据叠加原理：
UTH+为： 若原来uO=-UZ，当ui 逐渐减小时，使uO从-
u
Rf R2 Rf
UR
R2 R2 Rf
U-UUZOZ
U门RZ限f跳引电变入平为何U+种TUH反Z-为所馈：需？的