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1、单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,模电课件,*,一、,过零,比较器,7-5 电压比较器,二、,单限,比较器,三、迟滞比较器,四、窗孔比较器,2024/11/15,模电课件,一、过零比较器7-5 电压比较器二、单限比较器三、迟滞比较,1,7.5.1,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,u,i,u,REF,u,o,=u,oL,“,0,”,模拟与数字电路的接口电路,一位模数转换电路,电压比较器,2024/11/15,模电课件
2、,7.5.1 电压比较器一、电压比较器基本概念 电压比较器是,2,1,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,u,o,u,i,u,REF,u,u,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。,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,U,TH,表示。,2024/11/15,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,3,U,OL,U,OH,非线性区,非线性区,u,O,u,+,-,u,-,0,一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
3、值上分别与运放的正负电源电压值接近,u,o,u,i,u,REF,u,u,V,CC,V,CC,理想特性,线性区,u,o,=A,od,u,id,=A,od,(,u,+,-u,-,),2024/11/15,模电课件,UOLUOH非线性区非线性区uOu+-u-0一般运放输,4,理想运放工作在非线性区时的特点,2)理想运放的输入电流等于零“虚断”,理想运放,r,id,=,，,u,o,u,i,u,REF,V,CC,V,CC,i,+,i,-,3),理想运放工作在非线性区时不引入负反馈，一般工作在开环状态,只在判断临界状态时才适用“虚断”、“虚短”,U,OL,U,OH,非线性区,非线性区,u,O,u,+,-,
4、u,-,0,线性区,2024/11/15,模电课件,理想运放工作在非线性区时的特点2)理想运放的输入电流等于零,5,鉴别不灵敏区,4),鉴别灵敏度,u,o,u,i,u,REF,V,CC,V,CC,A,ud,=,由于实际的运放,A,ud,u,i,在,U,REF,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,U,OH,又非,U,OL,，故无法实现对输入电平大小进行判别。,一般,A,ud,U,鉴别灵敏度,2024/11/15,模电课件,鉴别不灵敏区4)鉴别灵敏度 uouiuREFVCCVCCA,6,2,电压比较器,1),反向电压比较器,u,i,U,R,u,o,u,u,基准参考电压
5、,时，发生状态的转换。,此时的输入电压,u,i,称为,“阀值电压”,或,“门限电压”,，用,U,TH,表示。,U,TH,U,R,0,u,i,u,O,U,oL,U,oH,U,R,输入电压,0,2024/11/15,模电课件,2电压比较器1)反向电压比较器uiURuouu基准参考电,7,0,u,i,u,O,2)过零比较器（零电平检测器）,-,+,u,i,u,O,R,R,根据虚断：,U,OL,U,OH,R,O,阀值电压：,2024/11/15,模电课件,0uiuO2)过零比较器（零电平检测器）-+uiuORR,8,u,i,t,u,o,t,-,+,u,i,u,O,R,R,R,O,过零比较器的输入、输出
6、波形,0,0,2024/11/15,模电课件,uituot-+uiuORRRO过零比较器的输入、输出波形,9,二、单限比较器,根据虚断：,-,+,u,i,u,O,R,R,R,O,U,R,0,u,i,u,O,-,U,Z,+,U,Z,阀值电压：,U,R,2024/11/15,模电课件,二、单限比较器根据虚断：-+uiuORRROUR0uiuO,10,u,i,t,u,o,t,脉宽调制器,0,0,U,REF,u,o,u,i,U,REF,W,比较器输出脉冲宽度将随输入信号的变化而变化,U,REF,：,三角波,u,i,：,慢变化信号,W,2024/11/15,模电课件,uituot脉宽调制器 00UREF
7、uouiUREFW比较器,11,-,+,u,i,u,O,R,1,R,R,O,求和型单限比较器,二、单限比较器,根据虚断：,阀值电压。,U,R,R,2,0,u,i,u,O,-,U,Z,+,U,Z,U,TH,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。,2024/11/15,模电课件,-+uiuOR1RRO求和型单限比较器二、单限比较器根据虚,12,二、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。,0,u,i,u,O,-,U,Z,+,U,Z,U,R,u,o,t,u,i,t,0,0,门限电压,-,+,u,i,u,O,R,R,R,
8、O,误判断：,2024/11/15,模电课件,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,13,二、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。,0,t,u,i,门限电压,0,t,u,O,0,u,i,u,O,-,U,Z,+,U,Z,U,R,干扰脉冲,+,U,Z,-,U,Z,2024/11/15,模电课件,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,14,-,+,u,i,u,O,R,2,R,1,R,O,U,R,三、迟滞比较器（施密特触发器）,R,f,引入的是正反馈。,根据叠加原理：,R,f,i,f,若原来,u,O,=+
9、U,Z,，,当,u,i,逐渐增大时，使,u,O,从+,U,Z,跳变为,-,U,Z,所需的门限电平,U,TH+,为：,若原来,u,O,=,-,U,Z,，,当,u,i,逐渐减小时，使,u,O,从,-,U,Z,跳变为,+,U,Z,所需的门限电平,U,TH,-,为：,R,f,引入何种反馈？,U,Z,U,Z,-U,Z,-U,Z,2024/11/15,模电课件,-+uiuOR2R1ROUR三、迟滞比较器（施密特触发器）R,15,0,u,i,u,O,传输特性,当,u,i,逐渐增大时，,u,O,从+,U,Z,跳变为,-,U,Z,时：,当,u,i,逐渐减小时，,u,O,从,-,U,Z,跳变为,+,U,Z,时：,
10、-,U,Z,+,U,Z,U,TH+,U,TH-,上限门限电压,下限门限电压,门限宽度或回差,与参考电压无关。,2024/11/15,模电课件,0uiuO传输特性当ui逐渐增大时，uO从+UZ跳变为-UZ,16,7.1,填空题,（1）,理想集成运放开环电压放大倍数,A,ud,=（），,输入电阻,R,id,=（），,输出电阻,R,id,=（），,共模抑制比,K,CMR,=（），,开环带宽,BW=（）。,0,（2）,集成运放第一级常采用,（）,电路，主要是为了减少（,），,提高,（）。,差动放大,零点漂移,K,CMR,（3）,理想集成运放在线性工作时，其两输入端的电位,（）,，电流,（）。,相等,相
11、等且为零,（4）,在集成运放的反相比例运算中,引入,(),反馈，而同,相比例运算中，引入,（）,反馈,。,电压并联,电压串联,（5）用,理想集成运放组成的放大器,应工作在,(),状态,而电压比较器,应工作在,（）,状态,所以电压比较器的输出只有,（）,和,（）,两种电平,。,线性,非线性,高电平,低电平,2024/11/15,模电课件,7.1 填空题（1）理想集成运放开环电压放大倍数A,17,（6）,集成运放,“,虚短”的概念是指,（），（），,“虚地”的概念是指,（），（）。,u,+,=u,-,i,+,=i,-,=0,u,+,=u,-,=0,i,+,=i,-,=0,（7）,集成运放反相输入端
12、和反馈支路上的电阻分别为,R,1,和,R,f,则反相比例运算和同相比例运算的,A,uf,分别为,（），（）,。,（8）,在基本积分电路和微分电路中，反馈支路应分别接,（）和（），,在基本对数电路和指数电路中，反馈支路应分别接,（）和（）,。,电容,电阻,晶体管,电阻,2024/11/15,模电课件,（6）集成运放“虚短”的概念是指（），（,18,选择,题,(1)在集成运放中，其输入级都采用各种形式的差动电路，主要是为了,a),抑制差模和共模信号输出,b),放大差模和共模信号,c),放大差模信号和抑制共模信号,d),放大共模信号和抑制差模信号,c,(2)在集成运放中，第一级采用差放，,，,主要是
13、有助于,a)R,id,b)A,ud,c),零漂,d),起匹配作用,c,2024/11/15,模电课件,选择题(1)在集成运放中，其输入级都采用各种形式的差动电路，,19,(3)与反相比例运放相比，同相比例运放的主要优点是,a),输入电阻高,b),电压增益大,c),零点漂移小,d),不易自激,a,2024/11/15,模电课件,(3)与反相比例运放相比，同相比例运放的主要优点是a)输入,20,(4)反相比例运放、同相比例运放和差动比例运放的输入电阻分别为,R,i1,R,i2,R,i3,，则它们的关系符合,a)R,i1,R,i2,R,i3,b)R,i1,R,i3,R,i2,c)R,i1,R,i2,
14、R,i3,d)R,i2,R,i3,R,i1,b,R,1,u,i,u,o,R,f,u,u,R,R,u,o,R,f,u,u,i,i,i,+,i,f,i,-,u,i,R,2024/11/15,模电课件,(4)反相比例运放、同相比例运放和差动比例运放的输入电阻分,21,(5)理想运算放大器的应用电路中，若有,u,id,=0，,则运放为,a),开环状态,b),有负反馈,c),有正反馈,d),不能判断,b,(6)运算放大器同相电压跟随器中有,a),电压串联负反馈,b),电压并联负反馈,c),电流串联负反馈,d),电流并联负反馈,a,2024/11/15,模电课件,(5)理想运算放大器的应用电路中，若有uid=0，则运放为a,22,
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