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8.2 电压比较器 电压比较器概述 8.2.1 单限电压比较器 例8.2.1 8.2.2 迟滞比较器 例8.2.2 例8.2.3 8.2.3 窗口比较器 小结 8.2 复习要点 作业： * * * * * * 概述 8.2.1 单限电压比较器 8.2.2 迟滞比较器 *8.2.3 窗口比较器 *8.2.4 集成电压比较器 作用：比较输入电压的大小， 并根据比较结果输出高电平或低电平 应用：信号的产生、处理、检测等 波形变换、整形等 方波、三角波、锯齿波等非正弦波 监测报警 作用：比较输入电压的大小， 并根据比较结果输出高电平或低电平 应用：信号的产生、处理、检测等 类型：按照功能特点分 单限电压比较器 迟滞电压比较器 窗口电压比较器 按照结构分 由集成运放构成 集成电压比较器 有通用型、高速型、低功耗型、低电压型和高精度型等。 自学 工作速度慢、带宽窄且输出与其它电路的兼容性差。 电压比较器概述 输出只有高电平和低电平两种值。 输入信号从反相端加入，当输入从小增大过门限电压时，输出 从高电平跃变为低电平，称之为反相输入单限比较器。 1. 过零电压比较器 比较器的输出电平发生跳变所对应的输入电压值称为门限电压。 输入信号从同相端加入，当输入从小增大过门限电压时，输出 从低电平跃变为高电平，称之为同相输入单限比较器。 1. 过零电压比较器 8.2.1 单限电压比较器 门限电压 UT =UREF 2.单限电压比较器 解： 图中，UREF =2V，试求 UT ，并画出电压传输特性。 令uN = 0，可得 由图可得 由于信号从反相端输入，故 当uI ? 4V 时， uO =UOL= ? 6V 因此可作出电压传输特性如图所示 当 uI ? 4V 时， uO =UOH=6V 1. 传输特性 具有迟滞特性的 电压传输特性 上门限电压 UTH ，下门限电压 UTL ， 回差电压 ?U = UTH - UTL 也称施密特触发器。抗干扰能力强 当 uI uP 时， uO = -UZ 当 uI uP 时， uO = +UZ 当 uI 经过 uP 时， uO电平跃变 uP 由图可见： 引入正反馈 2. 迟滞比较器电路与工作原理 uP 当 uI 从很小逐渐增大时， 只要 uI UTH ，则 uO = UOH = UZ 当 uI 增大到经过 UTH 时，则 uO 负跃变为 UOL = -UZ 继续增大 uI 时，则 uO 保持 UOL 不变。 反之，当 uI 从很大逐渐减小时， 只要 uI UTL，则 uO = UOL 只有当 uI 减小到经过 UTL 时， uO 才会正跃变为 UOH 继续减小 uI 时，则 uO 保持 UOH 不变。 可见： uI 上升时与上门限比 uI 下降时与下门限比 2. 迟滞比较器的工作原理 续 解： 图中，UREF =3V， UZ =6V， R1 =40k?， R2 =10k?， R =8k?，试画出电压传输特性和输出电压波形。 由图可得 由于是反相输入迟滞比较器， 因此可画出电压传输特性和 相应输出波形如图所示。 解： 图中，UREF =3V， UZ =6V， R1 =40k?， R2 =10k?， R =8k?，试画出电压传输特性和输出电压波形。 由图可得 由于是反相输入迟滞比较器， 因此可画出电压传输特性和 相应输出波形如图所示。 该例用作波形整形。回差电压越大，抗干扰能力越强。 下面请看回差电压减小时的相应输出波形！ 例8.2.2 解： 同相输入迟滞比较器如图所示，UZ =6V， 试求门限电压，画出电压传输特性。 由图可得 令 uP=0 ，则得 可画出电压传输特性如图所示。 作用：检测输入电压是否在两个给定的电压之间 相同点：都有两个门限电压。 不同点：当输入电压单一方向变化时，窗口比较器输出电压跳变 两次，迟滞比较器输出电压只跳变一次；窗口比较器中 的运放通常开环工作，而迟滞比较器中要引入正反馈。 讨论: 迟滞比