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1、2019/4/15,模电课件,一、过零比较器,7-5 电压比较器,二、单限比较器,三、迟滞比较器,四、窗孔比较器,2019/4/15,模电课件,7.5.1 电压比较器,一、电压比较器基本概念,电压比较器是集成运放的另一类基本应用电路，作用是对两个输入电压进行比较，比较的结果及输出只有两种状态，既高电平和低电平,当uiuREF,uo= uoH “1 ”,当uiuREF,uo= uoL “0 ”,模拟与数字电路的接口电路,一位模数转换电路,电压比较器,2019/4/15,模电课件,1 理想运放工作在非线性区的特点,1) 开关特性,非线性区的理想运放内某些三极管饱和或截止，使运放工作在开关状态,输出
2、电压的值只有两种可能：或等于正向饱和值；或等于负向饱和值。,时，发生状态的转换。,此时的输入电压称为“阀值电压”或“门限电压”，用UTH表示。,2019/4/15,模电课件,一般运放输出端不接限幅的情况下，输出电压的高、低电平在数值上分别与运放的正负电源电压值接近,理想特性,线性区,uo=Aoduid =Aod(u+-u-),2019/4/15,模电课件,理想运放工作在非线性区时的特点,2)理想运放的输入电流等于零“虚断”,理想运放rid=，,3)理想运放工作在非线性区时不引入负反馈，一般工作在开环状态,只在判断临界状态时才适用“虚断”、“虚短”,2019/4/15,模电课件,4)鉴别灵敏度,
3、Aud=,由于实际的运放,Aud,ui在UREF附近的一个很小范围内存在一个鉴别不灵敏区，在该范围内输出状态即非UOH又非UOL ，故无法实现对输入电平大小进行判别。,一般AudU鉴别灵敏度,2019/4/15,模电课件,2电压比较器,1) 反向电压比较器,ui,UR,基准参考电压,时，发生状态的转换。,此时的输入电压ui称为“阀值电压”或“门限电压”，用UTH表示。,UTH UR,UoL,UoH,输入电压,0,2019/4/15,模电课件,2)过零比较器（零电平检测器）,根据虚断：,UOL,UOH,阀值电压：,2019/4/15,模电课件,过零比较器的输入、输出波形,0,0,2019/4/1
4、5,模电课件,二、单限比较器,根据虚断：,-UZ,+UZ,阀值电压：,2019/4/15,模电课件,脉宽调制器,0,0,UREF,比较器输出脉冲宽度将随输入信号的变化而变化,UREF：三角波,ui：慢变化信号,2019/4/15,模电课件,二、单限比较器,根据虚断：,阀值电压。,单限电压比较器具有电路简单、灵敏度高等优点，存在的主要问题是抗干扰能力差。,2019/4/15,模电课件,二、单限比较器,单限电压比较器具有电路简单、灵敏度高等优点，存在的主要问题是抗干扰能力差。,0,误判断：,2019/4/15,模电课件,二、单限比较器,单限电压比较器具有电路简单、灵敏度高等优点，存在的主要问题是抗
5、干扰能力差。,干扰脉冲,2019/4/15,模电课件,Rf引入的是正反馈。,根据叠加原理：,若原来uO=+UZ，当ui逐渐增大时，使uO从+UZ跳变为-UZ所需的门限电平UTH+为：,若原来uO=-UZ，当ui逐渐减小时，使uO从-UZ 跳变为+UZ所需的门限电平UTH-为：,Rf引入何种反馈？,2019/4/15,模电课件,当ui逐渐增大时，uO从+UZ跳变为-UZ时：,当ui逐渐减小时，uO从-UZ 跳变为+UZ时：,-UZ,+UZ,上限门限电压,下限门限电压,门限宽度或回差,与参考电压无关。,2019/4/15,模电课件,7.1 填空题,（ 1 ） 理想集成运放开环电压放大倍数Aud=（
6、 ），输入电阻Rid=（ ），输出电阻Rid=（ ），共模抑制比KCMR=（ ），开环带宽BW=（ ） 。,0,（ 2 ）集成运放第一级常采用（ ）电路，主要是为了减少（ ），提高（ ） 。,差动放大,零点漂移,KCMR,（ 3 ）理想集成运放在线性工作时，其两输入端的电位（ ），电流（ ） 。,相等,相等且为零,（ 4 ）在集成运放的反相比例运算中,引入( )反馈，而同相比例运算中，引入（ ）反馈。,电压并联,电压串联,（ 5 ）用理想集成运放组成的放大器,应工作在( )状态,而电压比较器应工作在（ ）状态,所以电压比较器的输出只有（ ）和（ ）两种电平。,线性,非线性,高电平,低电平,20
7、19/4/15,模电课件,（ 6 ） 集成运放“虚短”的概念是指（ ），（ ）， “虚地”的概念是指（ ） ，（ ） 。,u+=u-,i+=i- =0,u+=u-=0,i+=i- =0,（ 7 ） 集成运放反相输入端和反馈支路上的电阻分别为R1和Rf 则反相比例运算和同相比例运算的Auf分别为（ ），（ ）。,（ 8 ）在基本积分电路和微分电路中，反馈支路应分别接（ ）和（ ） ，在基本对数电路和指数电路中，反馈支路应分别接（ ）和（ ）。,电容,电阻,晶体管,电阻,2019/4/15,模电课件,选择题,(1)在集成运放中，其输入级都采用各种形式的差动电路，主要是为了,a)抑制差模和共模信号输
8、出,b)放大差模和共模信号,c)放大差模信号和抑制共模信号,d)放大共模信号和抑制差模信号,c,(2)在集成运放中，第一级采用差放，主要是有助于,a) Rid,b) Aud,c) 零漂,d) 起匹配作用,c,2019/4/15,模电课件,(3)与反相比例运放相比，同相比例运放的主要优点是,a) 输入电阻高,b) 电压增益大,c) 零点漂移小,d) 不易自激,a,2019/4/15,模电课件,(4) 反相比例运放、同相比例运放和差动比例运放的输入电阻分别为Ri1 Ri2 Ri3 ，则它们的关系符合,a) Ri1 Ri2 Ri3,b) Ri1 Ri3 Ri2,c) Ri1 Ri2 Ri3,d) Ri2 Ri3 Ri1,b,2019/4/15,模电课件,(5)理想运算放大器的应用电路中，若有uid=0，则运放为,a) 开环状态,b) 有负反馈,c)有正反馈,d) 不能判断,b,(6)运算放大器同相电压跟随器中有,a) 电压串联负反馈,b)电压并联负反馈,c)电流串联负反馈,d)电流并联负反馈,a,