2022-2023学年高二物理竞赛课件：滞回比较器

滞回比较器 2 A － ＋ uO uI R1 DZ ±UZ R2 R 滞回比较器 令uP= uN，求出阈值电压 uO=±UZ 。集成运放反相输入端的电位uN = uI，同相输入端的电位 3 A － ＋ uO uI DZ R 有限幅的过零比较器 uO＝± UZ （1）保护输入端 （2）加速集成运放状态的转换 电压比较器的分析方法： （1）根据输出端限幅电路决定输出的高、低电平； （2）写出 uP、uN的表达式，令uP＝ uN，求解出的 uI即为UT； （3）根据输入电压作用于同相输入端还是反相输入端决定输出电压的跃变方向。 4 (1)通过研究集成运放输出端所接的限幅电路来确定电压比较器的输出低电平UOL和输出高电平UOH ； (2)写出集成运放同相输入端、反相输入端电位up和uN的表达式，令uN=up ，解得的输入电压就是阈值电压UT ； (3)uO在uI过UT时的跃变方向决定于uI作用于集成运放的哪个输入端。当uI从反相输入端输入(或通过电阻接反相输入端)时，uI<UT ，uO=UOH ； uI>UT ，uO=UOL 。当uI从同相输入端输入(或通过电阻接同相输入端)时，uI<UT ，uO=UOL ；uI>UT ，uO=UOH 。 归纳： 分析电压传输特性三个要素的方法： 5 二、一般单限比较器 A － ＋ uO uI DZ ±UZ R1 R2 R UREF u’O 利用叠加原理，集成运放反相输入端的电位为 令uP= uN=0，求出阈值电压 当uI<UT时， uN<up ，所以u’O=+UOM ，uO=UOH=+UZ ；当uI>UT时， uN>up ，所以u’O= -UOM ，uO=UOL=-UZ 。 uO +UZ -UZ 0 uI UT 6 [例8.2.1]在图(a)所示的电路中，稳压管的稳定电压UZ=±6V；在图(b)所示电路中，R1=R2=5k，基准电压UREF=2V，稳压管的稳定电压UZ=±5V ；它们的输入电压为图(c)所示的三角波。试画出图(a)所示电路的输出电压UO1和图(b)所示电路的输出电压UO2。 uI/V 5 0 -2 -5 t 图(c) 解：由a图可知，当uI<0 时， uO1=+UZ = 6V ；当uI>0时，uO1=-UZ = -6V 。 当uI<-2V时， uO1=+UZ = 5V ；当uI>2V时，uO1=-UZ = -5V 。 图(b) A － ＋ uO2 uI DZ ±UZ R1 R2 R UREF u’O 图(a) A － ＋ uO1 uI DZ R uI/V 5 0 -5 t uO1/V t 6 0 -6 t 5 0 -5 uO2/V -2 由b图可知: 7 　存在干扰时单限比较器的 uI、uO 波形 8 A － ＋ uO uI R1 DZ ±UZ R2 R uO=±UZ 。 +UZ -UZ uO 0 uI +UT -UT 设uI＜－UT，则 uN＜ uP， uO＝+UZ。此时uP＝ +UT，增大 uI，直至+UT，再增大， uO才从+UZ跃变为－ UZ。 设 uI＞+UT，则 uN＞ uP， uO＝－UZ。此时uP＝ －UT，减小 uI，直至－UT，再减小， uO才从－UZ跃变为+UZ。 9 uO/V 9 -9 0 t [例8.2.2] 在图(a)所示的电路中，已知R1=50k， R2=100k，稳压管的稳定电压±UZ=±9V，输入电压uI的波形如图(b)所示，试画出uO的波形。 解：输出高电平和低电平分别为±UZ=±9V ，阈值电压 uI/V 3 -3 0 t 图（b） 图（a） A － ＋ uO uI R1 DZ ±UZ R2 R uO 9 -9 0 uI +3 -3 10 ui uo 11 1. 若要电压传输特性曲线左右移动，则应如何修改电路？ 讨论：如何改变滞回比较器的电压传输特性 2. 若要电压传输特性曲线上下移动，则应如何修改电路？ 3. 若要改变输入电压过阈值电压时输出电压的跃变方向，则应如何修改电路？ 改变输出限幅电路 12 A － ＋ uO uI DZ ±UZ R1 R2 R UREF 同相输入端的电位 令uP= uN，求出阈值电压 uO UT2 UT1 0 uI $