篇1章信号发生电路部分新.ppt
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1、第四篇,电子电路综合与应用,第一章 函数信号发生电路,4.1.1 电压比较器,一、基本比较器,利用运放的开环特性,0,过零比较器,电压比较器是指一种将输入信号与已知参考电压进行比较,并用输出电平的高、低来表示比较结果的功能电路。,同相过零比较器,单门限比较器,抗干扰差,滞回比较器,输入比较电压接反相端,参考电压在同相端,输出与输入构成正反馈。,滞回比较器有同相输入和反相输入两种方式。,当vOVOH时, ,称为上触发电平,当vOVOL时, ,称为下触发电平,当 时,,当 时,,电压传输特性,(施密特触发器),(+),(-),(-),反相输入,VTH和VTL是比较器输出电平翻转的两个阈值电平。,输
2、入和输出之间的关系用电压传输特性表示,由于其特性如同滞迟回线,故称滞迟比较器(或施密特触发器),如输入信号为三角波,VREF为正参考电压,则输出是一个方波。,初始状态为: vOVOH,在vOVOH时,vPVTH。只有当vS上升到 VTH时,输出才跳变为低电平。,在vOVOL时,vPVTL。只有当vS下降到 VTL时,输出才跳变为高电平。,从滞回比较器电压传输特性可知,它有一个十分重要的特性:回差特性。,以同相滞回比较器为例,电路由低电平翻转到高电平所需的触发电平VTH,和由高电平翻转到低电平所需的触发电平VTL不一致特性。这两个触发电平之差称回差电压(简称回差)。,回差特性,回差电压,回差是滞
3、回比较器的固有特性,它的大小可以通过有关电阻调节。回差电压越大,电路越不易误触发,即抗干扰能力越强。,1、运算电路为了实现性能稳定并满足一定的精度要求,电路中的运放均引入负反馈,运放处于线性工作范围,分析输出和输入关系时要用“虚短”“虚断”概念。 2、为了提高比较器的灵敏度和反应速度,电压比较器不仅没有引入负反馈,有时甚至引入正反馈,运放工作在开环或正反馈状态,因此绝大多数情况下处于非线性工作范围, 不存在“虚短”等深度负反馈概念。但“虚断”仍能用。输出开关状态,有高、低电平二个稳定状态。 分析方法:着重抓住比较器的输出从一个电平跳变到另一个电平(此时处在线性工作状态)的临界条件(此时运放两个
4、输入端之间的电压可视为零)所对应的输入电压值来分析输入量与输出量之间的关系。,同相滞回比较器,输入比较电压接同相端,参考电压在反相端,输出与输入构成正反馈。,同相输入,三、窗口比较器和三态比较器,窗口比较器,当vSVRL时,vO1=VOL, vO2=VOH, vO =VOH;,当vSVRH时,vO1=VOH, vO2=VOL, vO=VOH;,当VRL vSVRH时, vO1=VOL, vO2=VOL, vO=0;,三态比较器,四、集成电压比较器,前面介绍的各种电压比较器都是由通用型运放构成的,工作速度较低,响应时间较长,且输出电平与数字电路TTL器件不兼容。,集成电压比较器实质上是一种模拟电
5、路与数字电路之间的接口电路。其优点是:,输入级与通用型运放相同,输出级与数字电路要求一致,多为集电极开路(OC)或发射极开路(OE) 频带较宽,无需相位补偿 翻转速度较快 常带有可控制的选通端,当需要结果的时候,输出被选通;不需要的时候,比较器与外电路隔离。,LM311型集成比较器,电源电压可以单组+5V,也可15V,适应范围宽。 输出与TTL或CMOS电平兼容;可以直接驱动多种负载(灯泡、继电器等)。 输入和输出都可以与系统地隔离,输出可以驱动以地为参考或以正、负电源为参考的负载。,功能框图与引脚,特点:,常用接线方式,集电极输出,以正、负电源为参考,集电极输出,以外接电源和地为参考,射极输
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