波形的发生和信号的转换课件.pptVIP

8.2電壓比較器1.電壓比較器將一個模擬量輸入電壓與一個參考電壓進行比較，輸出只有兩種可能的狀態：高電平或低電平。2.比較器中的集成運放一般工作在非線性區；處於開環狀態或引入正回饋。3.分類：單限比較器、滯回比較器及窗口比較器。8.2.1概述4.比較器是組成非正弦波發生電路的基本單元，在測量、控制、D/A和A/D轉換電路中應用廣泛。*一、電壓比較器的傳輸特性1.電壓比較器的輸出電壓與輸入端的電壓之間函數關係2.閾值電壓：UT當比較器的輸出電壓由一種狀態跳變為另一種狀態所對應的輸入電壓。3.電壓傳輸特性的三要素(1)輸出電壓的高電平UOH和低電平UOL的數值。(2)閾值電壓的數值UT。(3)當uI變化且經過UT時，uO躍變的方向。*二、理想運放的非線性工作區+UOMuOuP-uNO-UOM集成運放的電壓傳輸特性在電壓比較器中，集成運放不是工作在開環狀態，就是工作在正回饋。*8.2.2單限比較器一、過零比較器由於理想運放的開環差模增益為無窮大，所以當uI0時，uO=+UOM；當uI0時，uO=-UOM；過零比較器的傳輸特性為：uIuO+UOM-UOMOUOM為集成運放的最大輸出電壓。閾值電壓：當比較器的輸出電壓由一種狀態跳變為另一種狀態所對應的輸入電壓。圖8.2.3*利用穩壓管限幅的過零比較器設任何一個穩壓管被反向擊穿時，兩個穩壓管兩端總的的穩定電壓為UZUOMuIuO+UOM-UOMO+UZ-UZ當uI0時，不接穩壓管時，uO=+UOM，接入穩壓管後，左邊的穩壓管被反向擊穿，集成運放的反向輸入端“虛地”，uO=+UZ；當uI0時，右邊的穩壓管被反向擊穿，uO=-UZ；圖8.2.6*利用穩壓管限幅的過零比較器(二)電路圖傳輸特性uIuO+UOpp-UOppO+UZ-UZ問題：如將輸入信號加在“+”端，傳輸特性如何？*問題：過零比較器如圖所示，輸入為正負對稱的正弦波時，輸出波形是怎樣的？傳輸特性uIuO+UOpp-UOppO+UZ-UZ將正弦波變為矩形波*二、單限比較器單限比較器有一個門限電平，當輸入電壓等於此門限電平時，輸出端的狀態立即發生跳變。當輸入電壓uI變化，使反相輸入端的電位為零時，輸出端的狀態將發生跳變，門限電平為：uIuO+UOM-UOMO+UZ-UZ過零比較器是門限電平為零的單限比較器。圖8.2.7R1R2*存在干擾時單限比較器的uI、uO波形單限比較器的作用：檢測輸入的模擬信號是否達到某一給定電平。缺點：抗干擾能力差。解決辦法：採用具有滯回傳輸特性的比較器。*復習：1.RC正弦波串、並聯振盪電路電路圖振盪頻率起振條件如何穩幅如何調頻2.電壓比較器過零比較器uIuO+UOpp-UOppO+UZ-UZ單限比較器R1R2*電壓比較器分析方法小結（1）由限幅電路確定電壓比較器的輸出高電平UOH和輸出低電平UOL。（2）寫出up和uN的電位運算式，令up=uN，解得輸入電壓就是閾值電壓UT。（3）u0在uI過UT時的躍變方向決定於作用於集成運放的哪個輸入端。當uI從反向輸入端輸入時，uIUT,u0=U0H;uIUT,u0=U0L。反之，結論相反。*[例8.2.1]在圖8.2.6所示電路中，UZ=±6V，在圖8.2.7中所示電路中，R1=R2=5kΩ，基準電壓UREF=2V，穩壓管的穩定電壓UZ=±5V；它們的輸入電壓均為圖8.2.8（a）所示的三角波。試畫出圖8.2.6所示電路的輸出電壓u01和圖8.2.7所示電路的輸出電壓u02解圖8.2.6為過零比較器圖8.2.7為一般單限比較器。圖8.2.8例8.2.1波形圖R1R2*8.2.3滯回比較器一、從反相輸入端輸入的滯回比較器電路計算閾值電壓UT電壓傳輸特性uo從+UZ躍變到-UZ的閾值電壓為+UTuo從-UZ躍變到+UZ的閾值電壓為-UTuI在-UT與+UT之間增加或減小,uO不發生變化*UREF為參考電壓；；uI為輸入電壓；輸出電壓uO為+UZ或-UZ。當uP=uN時，輸出電壓的狀態發生跳變。比較器有