第七章 信号的运算和处理2.ppt

第7章 波形的发生和信号的转换 7.2电压比较器 电压比较器的功能：对输入信号进行鉴幅和比较的电路。 广泛用于各种报警电路。 输入电压是连续的模拟信号；输出电压表示比较的结果，只有高电平和低电平两种情况。 使输出产生跃变的输入电压称为阈值电压UT。 1.电压比较器 电压比较器的描述方法 :电压传输特性 uO＝f(uI) 电压传输特性的三个要素： （1）输出高电平UOH和输出低电平UOL （2）阈值电压UT （3）输入电压过阈值电压时输出电压跃变的方向 运放作为电压比较器工作在线性区还是非线性区？？ 开环或正反馈 电路特征：集成运放处于开环或仅引入正反馈 理想运放工作在非线性区的特点： 1) uP uN时， uO＝＋UOM uP uN时， uO＝－UOM 2)运放输入内阻无穷大， 净输入电流为0。 电阻网络 3. 几种常用的电压比较器 （1）单限比较器：只有一个阈值电压 UT 应用 温度报警 只有一个阈值电压，比较灵敏，在阈值电压附近有干扰，输出会在高低电平附近来回跳变。 3. 几种常用的电压比较器 （2）滞回比较器：具有滞回特性 输入电压的变化方向不同，阈值电压也不同，但输入电压单调变化使输出电压只跃变一次。 回差电压： 具有一定抗干扰能力 信号变化方向不同，使得输出产生跃变的阈值电压不同。 3. 几种常用的电压比较器 （3）窗口比较器： 有两个阈值电压，输入电压单调变化时输出电压跃变两次。 控制变量在一定区间 几种常用的电压比较器 输入电压单调变化时 输出电压只跃变一次。 输入电压单调变化时 输出电压跃变两次。 二、单限比较器 （1）UT＝0 （2）UOH＝＋ UOM， UOL＝－ UOM （3）uI 0 时 uO ＝－UOM; uI 0 时 uO ＝＋ UOM 集成运放的净输入电压等于输入电压，为保护集成运放的输入级，需加输入端限幅电路。 二极管限幅电路使净输入电压最大值为±UD 1. 过零比较器 UT 输出限幅电路 为适应负载对电压幅值的要求，输出端加限幅电路。 UOH＝＋ UZ1＋ UD2 不可缺少! + uI0时 uo’=UOM ` uI0时 uo’=-UOM UOL＝－( UZ2 ＋ UD1) - uI0 uo=UOH＝UZ uI0 uo=UOL＝-UZ 输出限幅电路 uO＝± UZ （1）保护输入端 （2）加速集成运放状态的转换 负反馈净输入量为0 2. 一般单限比较器 过零比较器 UREF为外参考电压 uIUT时 uo’=UOM uO=UOH＝+UZ uIUT时 uo’=-UOM uO=UOL＝-UZ 2. 一般单限比较器 （1）若要UT 0，则应如何修改电路？ （2）若要改变曲线跃变方向，则应如何修改电路？ （3）若要改变UOL、UOH呢？ 2. 一般单限比较器 电压比较器的分析方法： （1）写出 uP、uN的表达式，令uP＝uN，求解出的 uI即为UT； （2）根据输出端限幅电路决定输出的高、低电平； （3）根据输入电压作用于同相输入端还是反相输入端决定输出电压的跃变方向。 过零比较器中稳压管的稳定电压UZ=±6V，单限比较器R1=R2=5kΩ，基准电压UREF=2V，稳压管的稳定电压UZ=±6V。输入均为三角波，画出输出电压波形。 uI/V t 5 -5 uO1/V t 6 -6 单限比较器R1=R2=5kΩ，基准电压UREF=2V，稳压管的稳定电压UZ=±6V。输入均为三角波，画出输出电压波形。 uI/V t 5 -2 -5 uO1/V t 5 -5 实现波形变换 三、滞回比较器 易受干扰 不稳定 具有惯性，抗干扰 三、滞回比较器 1. 阈值电压 2. 工作原理及电压传输特性 设uI＜-UT，则 uN＜uP， uO＝+UZ。此时uP＝+UT 增大 uI，直至+UT，再增大， uO才从+UZ跃变为－ UZ。 uO＝+UZ 2. 工作原理及电压传输特性 设 uI＞+UT，则 uN＞ uP， uO＝－UZ。此时uP＝－UT 减小 uI，直至－UT，再减小， uO才从－UZ跃变为+UZ。 uO＝-UZ 2. 工作原理及电压传输特性 当uI由小到大时，uo=+Uz 当uI由大到小时，uo=-Uz -UT uI UT 回差电压： 2. 工作原理及电压传输特性 正反馈 uI ↑ uo ↓ uP ↓ uo ↓ 设uo=+Uz uP=+UT 增快反应速度，获得理想的电压传输特性 第六章 信号的运算和处理 模拟电子技术 电容 两端 电压和电流的关系 + uC - iC 6.1.4 积分运算电路和微分运算电路 1. 积分运算电路 + uC - 利用积分运算的基本关系实现不同的功能 1) 输入为阶跃信号时的输出电压波形？ 利用