2022-2023学年高二物理竞赛课件：非正弦信号产生电路

非正弦信号产生电路 非正弦信号产生电路 比较器 方波产生电路 单门限电压比较器 迟滞电压比较器 矩形波产生电路 方波和三角波发生器 脉冲和锯齿波发生器 9.8.1 比较器 1.理想运放的同相和反相输入端电流近似为零 2.当V+>V-时，Vo为正向输出饱和电压VOH 当V+<V-时，Vo为负向输出饱和电压VOL 其数值接近运放的正负电源电压 V+=V-是两种状态的转折点 一、运放工作在非线性区时的特点 - V- I- + V+ I+ Vo I+=I-≈0 ，由于|vO |不可能超过VM ， 9.8.1 比较器 二、 单门限电压比较器 （1）过零比较器 （忽略了放大器输出级的饱和压降） 所以 当 |+VCC | = |-VEE | =VM = 15V，A0=105 时， 可以认为 vI >0 时， vOmax = VOH= +VCC vI <0 时， vOmax = VOL=-VEE （同相过零比较器） vI =0 称为门限电压或阈值电压Vth 只有一个门限电压的比较器 9.8.1 比较器 输入为正负对称的正弦波时，输出为方波。 电压传输特性 （同相过零比较器） 思考 1.若过零比较器如图所示，则它的电压传输特性将是怎样的？ 2.输入为正负对称的正弦波时，输出波形是怎样的？ （同相过零比较器） 反相过零比较器 9.8.1 比较器 （2）门限电压不为零的比较器 电压传输特性 输入为正负对称的正弦波时，输出波形如图所示。 二、 单门限电压比较器 门限电压 Vth＝ VREF VREF可正可负 对两个输入电压进行比较，比较两个电压的大小，将比较结果以高低电平的形式输出。用于此功能的运放通常工作在饱和区。 通常将一个输入电压固定UR作为参考电压，另一个输入电压Ui与UR比较，结果由Uo反映 - + R1 Ui R2 UR 当Ui>UR时， 输出应为负饱和值，稳压管的导通,输出电压的幅度被限定在Uo=-UD Uo Ro Dz 当Ui≤UR时，输出为正饱和值，由于稳压管的稳压作用， Uo=Uz UD UR Uo Ui Uz 输出电压被限定在 （UZ+UD) 9.8.1 比较器 （2）门限电压不为零的比较器 二、 单门限电压比较器 9.8.1 比较器 二、 单门限电压比较器 应用 过零比较器 微分电路 单向导电性 9.8.1 比较器 由于在ui=Vth=VREF附近出现干扰，uO将时而为VOH，时而为VOL，导致比较器输出不稳定。如果用这个输出电压uO去控制电机，将出现频繁的起停现象，这种情况是不允许的。 二、 单门限电压比较器 存在的问题 - + R1 Vi R2 VR Vo Rf 引入正反馈加速输出电压变化 Vo Vi VOH VOL VT- VT+ 当Vi≥Vp时，输出将由高电平VOH跳变到低电平VOL ； 三、 迟滞电压比较器 电路1 当Vi≤Vp时，输出将由高电平VOL跳变到低电平VOH ； Vp即为门限电压Vth，也称阈值电压 - + R1 Vi R2 VR Vo Rf 引入正反馈加速输出电压变化  Vo Vi VOH VOL VT- VT+ 1. 当输出Vo为高电平VOH时，同相端受到VOH和VR同时作用 当Vi≥VT+时，输出将由高电平VOH跳变到低电平VOL 。 VT+称为上门限电压，也称正向阈值电压 三、 迟滞电压比较器 电路1 vI vO - + A -VEE +VCC vI vO - + A -VEE +VCC O vI T ( 2( 3( 4( (t t vO VOH O VOL vO VOH VOL vI O vI vO - + A -VEE +VCC vO VOH VOL vI O vI vO + - A -VEE +VCC vO VOH VOL vI O O vI T ( 2( 3( 4( (t t vO VOH O VO