2022-2023学年高二物理竞赛课件：窗口比较器电路组成

窗口比较器电路组成 窗口比较器电路组成 二、工作原理 ①uI>URH：uO1=+UOM ， uO2=－UOM uO=+UZ 若 uI 高于 URH，A1 输出高电平，A2 输出低电平，二极管 D2 截止，D1 导通，输出 uO 为高电平； 窗口比较器(又称双限比较器) 应用：检查产品质量，可区分参数值在一定范围之内和之外的产品，即合格与不合格。 迟滞比较器优点：抗干扰能力强。如噪声、干扰大小在△V=VIH-VIL宽度内，输出不会出现误动作。 例：反相输入迟滞比较器的比较特性如图示，在已知输入信号时，试画输出信号波形。 vI (V) vo(V) 0 比较特性 7 -7 -6 6 vI (V) t 0 10 -10 6 - 6 t vO (V) 0 7 -7 应用：波形产生：矩形波、三角波和锯齿波，或波形变换。 抗干扰能力强。 图 6-4-4 +UZ uI uO -UZ O UIL UIH 门限电平 设t =0时，vO=VOH ，初始 vC=0 则VOH 经R向C充电 vC按指数规律 当vC VIH 时 vO跳变为VOL 此时C经R放电 vC按指数规律 当vC VIL时 vO又上跳到VOH 可证振荡周期： t vO 0 vC t 0 VIH VIL VOH VOL （6-3-16） 图 6-3-23(b) 图 6-3-23(a) - + A vo + - R3 D1 D2 R R1 R2 C ×迟滞比较器应用——例，方波发生器 波形整形或波形产生。 窗口(孔)比较器(又称双限比较器） -+ A1 vI D1 D2 R/2 VREF2 R R/4 -+ A2 R -VREF1 R R vO R vO1 给定两个基准电源（门限电平,已知）,以判断、检测输入信号（未知）是否在这两个电平间。 功能： 组成： A1精密整流电路，A2单限比较器。 特点：Vi单方向变化，可使输出电压VO跳变两次；形似窗口，称窗口比较器。 (1)由A2- 当0 <vI <VREF1 时:v1-<0，vO1>0 D1、D2（有rs、rj）, vO1 =0 得下门限 (2)由A2- 当vI >0，且vI > VREF1 时: v1- > 0，vO1<0   D1 、D2  得上门限 -+ A1 vI D1 D2 R/2 VREF2 R R/4 -+ A2 R -VREF1 R R vO R vO1 据反向加法器，式(6-1-5) 由A1的 分析：当A2的v2-= v2+=0时,输出电压状态发生跳变(翻转),且A2虚断。 A1 精密整流电路 迟滞宽度 比较特性 vI vo VOH 0 VOL VIL VIH -+ A1 vI D1 D2 R/2 VREF2 R R/4 -+ A2 R -VREF1 R R vO R vO1 由(1)左边， vI-(VREF1-VREF2)=0得，当0 ＜ vI ＜ vIL时, A2的v2- ＜ 0, 则vO > 0，高电平。如右图。 2VREF2 由(2)左边，— vI+(VREF1+VREF2)=0= v2-得，当vIH ＜ vI 时, A2的v2- ＜ 0, 则vO > 0，高电平。如右图。 3. 窗口比较器(又称双限比较器) 书无。第二种：窗口比较器可用两个不同门限电平的比较器组成。 门限电平小的比较器采用反相输入接法，门限电平大的比较器采用同相输入接法。 再用两只二极管将两个简单比较器的输出端引到同一点作为输出端，如图6.4（a）。 书无。图6.4 窗口比较器有两个阈值，URH和URL, 有两个稳定状态。 传输特性如图6-4（b）所示。 电压比较器是A、D间的过渡电路。但通用型集成运放构成电压比较器的高、低电平与数字电路TTL器件的高、低电平的数值相差很大，一般需加限幅电路才能驱动TTL器件，使用不便，且响应速度低。 采用集成电压比较器可克服这些缺点。 参考电压 URH > URL 　若 uI 低于URL，A1输出低电平，A2 输出高电平，二极管D1 截止，D2导通，输出电压 uO 为高电平； ②uI<URL：uO1= -UOM， uO2= +UOM uO=+UZ ③URL <uI<URH：uO1= uO2= -UOM uO=0 　　当 uI 高于URL 而低于URH时，A1、A2 均输出低电平，二极管D1、D2 均截止，输出电压 uO 为低电平； ④综上所述，双限比较器在输入信号uI<URH或uI>URL 时，输出为高电平；而当 URL< uI < URH 时，输出为低电平。 若URL和URH均大于零