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第二节、比较器 过零比较器过零比较器如图所示： 根据开环电压放大倍数无穷大①、如果在运算放大器同相输入端加入一个交流信号，当交流信号越过零电压进入正半周的时候，输出端电压就会到达电源电压的正极。②、每当交流信号越过零电压进入负半周的时候，输出端电压就会达到电源电压的负极。输端电压过零同被称为同过零比较器。过零比较器如图所示：开环电压放大倍数无穷大①、在运算放大器相输入端加入一个交流信号，每当交流信号越过零电压进入正半周的时候，输出端电压就会到达电源电压的极。②、每当交流信号越过零电压进入负半周的时候，输出端电压就会达到电源电压的极。输端电压过零被称为过零比较器。比较器 1、电路运行原理 ①、当输入信号正半周的时候，同相输入端的电压只有高于反相输入端的门限电压，才能使输出电压翻转到电源电压的正极。 ②、当输入正半周信号向下回落到低于同相端的门限电压、就使输出电压翻转到电源电压的负极。 输出端总是在同相输入端的电压越过反相输入端的门限电压的时刻发生同相翻转，所以被称为比较器。1、回差比较器运行原理 假设电路在接通电源后的初始状态是输出电压为正，P点的门限电压也因此为正Um+。 ①、当输入信号为正半周，使反相输入端的电压超过同相输入端电压Um+ (M点的门限电压)的时候，运放输出端的电压会向电源电压的负极变化，这时运算放大器的输出端通过电阻R1、R2回路使同相输入端的电压降低，从而使运放的反相输入端与同相输入端之间拉开了更大的电压差(获得正反馈)，这就使运算放大器的输出端以自己的极限速度向负极翻转。同时也使同相输入端电压(m点的门限电压) 翻转成负Um-。 ②、由于此时的门限电压与变化前的门限电压有了一个2Um的差值，所以输入信号电压只有运行到超过Um-时，才会使运放输出端的电压反向翻转到电源电压的正极，同时也使同相输入端电压(m点的门限电压) 翻转成正Um+。 由此可见，输出电压每次发生翻转的时候，也使门限电压同步发生翻转，从而使反相输入端的电压下一次要越过另一个门限电压才能使输出电压发生翻转。这两个不同的门限电压之间的电压差被称为回差电压。这样的比较器被称为回差比较器。 2、过零比较器在整形工作中的问题 如果需要整形的信号存在干扰，那么输入信号在过零点使输出电压发生翻转以后，干扰信号又可能使输入信号重新反向过零；使输出电压发生不符合需要的反向翻转。 ３、回差比较器的抗干扰作用 输入信号使输出电压发生翻转以后，门限电压也以运算放大器所能达到的最高速度同步发生翻转；使新的门限电压与刚才的门限电压立刻拉开了一个电压差。只要这个电压差大于干扰信号的幅度，干扰信号的反向变化就不足以使输出电压发生不符合需要的反向翻转。 由此可见，用回差比较器对存在干扰的信号进行整形，只要回差电压大于干扰信号的幅度，就能够非常有效地消除干扰。 课堂作业 一、作业格式： 1、条件：E1=12V、E2=-10V、Uip=8V、门限电压Um=5V。 2、要求：画出输入电压Ui、门限电压Um、输出电压Uo的波形。 二、作业内容： 1、门限比较器 条件：E1=6V、E2=-12V、Uip=8V、门限电压Um=-3V。 要求：画出输入电压Ui、门限电压Um、输出电压Uo的波形。 2、回差比较器 条件：E1= E2=12V、Uip=8V、回差电压Um=±4V。 要求：画出输入电压Ui、回差电压Um、输出电压Uo的波形。