单门限电压比较器.doc

第30讲
(选讲)
主要内容:单门限电压比较器和迟滞比较器
基本要求:掌握单门限电压比较器和迟滞比较器的工作原理,理解方波及锯齿波发生器的工作原理。
教学要点:单门限电压比较器和迟滞比较器的工作原理

一、比较器
比较器是将一个模拟电压信号与一个基准电压相比较的电路。常用的幅度比较电路有电压幅度比较器、窗口比较器和具有滞回特性的比较器。这些比较器的阈值是固定的,有的只有一个阈值,有的具有两个阈值。
1. 固定幅度比较器
1) 过零比较器和电压幅度比较器
过零电压比较器是典型的幅度比较电路,
过零比较器传输特性曲线
将过零电压比较器的一个输入端从接地改接到一个电压值VREF 上, 就得到电压幅度比较器,:
电压幅度比较器电路图和传输特性曲线
2) 比较器的基本特点
(1) 工作在开环或正反馈状态。
(2) 开关特性,因开环增益很大,比较器的输出只有高电平和低电平两个稳定状态。
(3) 非线性,因大幅度工作,输出和输入不成线性关系。
2. 滞回比较器
从输出引一个电阻分压支路到同相输入端,。当输入电压vI从零逐渐增大,且时, , 称为上限触发电平。
当输入电压时, ,此时触发电平变为, 称为下限阈值(触发)电平。

滞回比较器
3. 窗口比较器
。电路由两个幅度比较器和一些二极管与电阻构成。设R1 =R2,则有:

窗口比较器
.
当vI>VH时,vO1为高电平,D3导通;vO2为低电平, D4截止,vO= vO1。
当vI<VL时,vO2为高电平,D4导通;vO1为低电平,D3截止,vO= vO2。
当VH >vI> VL时,vO1为低电平,vO2为低电平,D3、D4截止,vO为低电平。
窗口比较器的电压传输特性
4. 比较器的应用
比较器主要用来对输入波形进行整形,可以将不规则的输入波形整形为方波输出,:

(a) 正弦波变换为矩形波(b) 有干扰正弦波变换为方波

非正弦波发生电路

方波发生电路是由滞回比较电路和RC定时电路构成的,。
方波发生电路
电源刚接通时, 设
电容C充电, 升高。:

当时, ,
所以电容C放电, 下降。
当, 时,返回初态。方波周期T用过渡过程公式可以方便
地求出

。它是由滞回比较器和积分器闭环组合而成的。

(1)当vO1=+VZ时,则电容C充电, 同时vO按线性逐渐下降,当使A1的VP
略低于VN 时,vO1 从+VZ跳变为-VZ。

(2)在vO1=-VZ后,电容C开始放电,vO按线性上升,当使A1的VP略大于零时,vO1从-VZ