2022-2023学年高中物理竞赛：集成电压比较器

　集成电压比较器 　集成电压比较器 对集成电压比较器的主要要求： 1. 具有较高的开环差模增益； 2. 具有较快的响应速度； 3. 具有较高的共模抑制比和允许共模输入电压较高； 4. 具有较低的失调电压、失调电流及较低的温漂。 　　当 uI 高于 UREF2 而低于 UREF1 时 ，运放 A1、 A2 均输出低电平，二极管 VD1 、VD2 均截止，输出电压 uO 为低电平； 　　上门限电平 UTH = UREF1 ； 　　下门限电平 UTL = UREF2 。 uI uO O UTH UTL 　　综上所述，双限比较器在输入信号 uI < UREF2 或 uI > UREF1 时，输出为高电平；而当 UREF2< uI < UREF1 时，输出为低电平。 窗孔比较器 -+ A1 vI D1 D2 R/2 VREF2 R R/4 -+ A2 R -VREF1 R R vO R vO1 具有两个基准电源，可以判断位于两个指定门限之间的输入信号。 特点： 组成： A1精密整流电路，A2单限比较器 显示译码 74LS47输入BCD码，驱动共阳级数码管 两个1位十进制数相加的结果可能是两位 也可能是一位，故采用两个数码管显示结果 高位的0要灭掉 5 综合应用 完成本章开头提到的简单计算器。 分析：首先，要把输入的两个十进制数编码成二进制数；然后用全加器相加或相减；最后用译码器驱动数码管显示。 全加器的结果是二进制数，要最后驱动数码管，应输出BCD码的结果。 6 BCD加法器设计 用74LS283完成加法。 当全加器结果大于9（1001）时，需要将结 果转换成BCD码。比如：12（1100）应转换成（0001 0010）。 转换的方法：减10（加6） 7 8 二进制运算结果大于9时，需要加6以调整成 BCD结果： （设二进制结果为E3E2E1E0 ，进位C） 则需要加6的情况为 F＝C＋E3E2＋E3E1 9 由A2 -+ A1 vI D1 D2 R/2 VREF2 R R/4 -+ A2 R -VREF1 R R vO R vO1 当0 <vI <VREF1 时: vO1 >0 D1、D2 得下门限 由A2 当vI >0，且vI > VREF1 时: vO1 <0 D1 、D2  得上门限 此时 -+ A1 vI D1 D2 R/2 VREF2 R R/4 -+ A2 R -VREF1 R R vO R vO1 迟滞宽度 比较特性 vI vo VOH 0 VOL VIL VIH 输入偏置电流IIB对性能的影响 -+ A R1 Rf +- vs vo R+= R1// Rf 则IIB在外电路反相端产生的直流电压: 则IIB在外电路同相端产生的直流电压: 设R-、R+ 分别为外电路在反相端和同相端等效的直流电阻。 输入偏置电流 若 则 输出无失调 例： 注：平衡电阻R+的接入对性能指标计算没有影响，但运算精度得到明显改善。 因此，为减小IIB对运算精度的影响，要求外接在集成运放两输入端的直流电阻相等。 $