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比较器电路


2017-04-28 10:29   点击:40
                        

   电压比较器的功能:利用输出信号的变化,比较两个电压的大小
    在频率响应要求不高的场合可采用普通运放(LM358,F108/308)构成的比较器,否则采用专用比较器(LM393/339)

     电压比较器的阈值:指ui与UR比较时,使输出发生跳变时的ui值。
    电压比较器的分类:单限比较器
                      滞回比较器
                      窗口比较器
                      三态比较器
                      单限电压比较器
                      任意电压比较器
    结构特点:
    运放工作于开环状态
    参考电压UR
    分析方法:
    第一步:由运放非线性工作特点,有

   

   第二步:由电路求u+与u-对图示电路,有u+=UR、u-=ui
    第三步:求阈值,得出比较器的传输特性
    因为当u+=u-时输出发生跳变,此时ui=UR,所以Uth=ui=UR
    比较器的传输特性

 

     滞回电压比较器
    单限电压比较器电路结构简单、灵敏度高,但抗干扰能力较差。

 

     反相滞回比较器

    

  结构特点:
    运放工作于正反馈状态
    比较信号加入反向输入端
    分析过程:
    第一步:由运放非线性工作特点,有     第二步:由电路求u+与u-
    (1) 对图示电路,有u-=ui
    (2) 用叠加原理求u+     注意:对于不同的输出值,U+有两个取值
    反相滞回比较器     第三步:求阈值
    因为当u+=u-时输出发生跳变,此时ui=Uth,所以
    当uo=+UOM时, u+1=u-=ui=Uth1,即     当uo=-UOM时, u+2=u-=ui=Uth2,即  

   注意:Uth1>Uth2

     第四步:分析传输特性
    (1)ui由-∞逐渐增大
        ui=-∞时,uo=+UOM
        -∞        ui=Uth1时,跳变,uo=-UOM
        ui>Uth1时,uo=-UOM,阈值为Uth1
    (2)ui由+∞逐渐减小
        ui=+∞时,uo=-UOM
        Uth2        ui=Uth2时,跳变,uo=+UOM
        ui    定义:回差电压 Δuth=Uth1-Uth2

 

   同相输入迟滞比较器
    将反相迟滞比较器中的vI与VREF交换,即得同相输入迟滞比较器。

 

    比较器用通用运算放大器和专用集成比较器的区别
    (1)比较器的一个重要指标是它的响应时间,它一般低于10-20ns。响应时间与放大器的上升速率和增益-带宽积有关。因此,必须选用这两项指标都高的运算放大器作比较器,并在应用中减小甚至不用相位补偿电容,以便充分利用通用运算放大器本身的带宽来提高响应速度。
    (2)当在比较器后面连接数字电路时,专用集成比较器无需添加任何元器件,就可以直接连接,但对通用运算放大器而言,必须对输出电压采取嵌位措施,使它的高,彽输出电位满足数字电路逻辑电平的要求。

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