2022-2023学年高二物理竞赛：单门限电压比较器

单门限电压比较器 单门限电压比较器 （2）非过零比较器二 v O - + A + V CC - V EE R1 R2 R V REF vI 由叠加原理计算V+ 门限电压VT： 令V+=0得到门限电压： 所以当vI＞VT时(V+＞V-) V0=+VOH 所以当vI＜VT时(V+＜V-) V0=-VOL 2 vI v0 0 VOH VOL VT 电压传输特性 例.电路如图所示，当输入信号如图c所示的正弦波时，定性画出 (RC较小) 解： (1)A 构成过零比较器 (2)RC 为微分电路, RC<<T (3)D 削波（限幅、检波） 3 4 v O - + A + V CC - V EE R1 R2 R V REF vI 例 如图， R1=R2 ，vI为正弦波，其峰值为6V，设±VCC= ±6V运放为理想的，试画出VREF=2的输出电压波形 解：首先计算V+： 当V+>0时，Vi>-2，所以，V0=6 当V+<0时，Vi<-2，所以，V0=-6 v I O T p 2 p 3 p 4 p w t t v O V O H O V OL -2 2.施密特触发器 (迟滞比较器) (1) 电路组成 特点：正反馈 (2) 门限电压 而vp与v0有关，对应于v0的两个电压值可得vp的两个门限电压(上门限电压和下门限电压) 。 5 9.8.1 比较器 上门限电压VT+： v0=VOH时的门限电压。 6 2.施密特触发器 (迟滞比较器) (1) 电路组成 特点：正反馈 (2) 门限电压 9.8.1 比较器 下门限电压VT-： v0=VOL时的门限电压。 7 2.施密特触发器 (迟滞比较器) (1) 电路组成 特点：正反馈 (2) 门限电压 9.8.1 比较器 回差电压ΔVT： 结论 上门限电压VT+： 下门限电压VT-： 8 例.输出为 VOH=5V，VOL =-5V时： ＝1.04V ＝0.94V ＝0.1V 2.施密特触发器 (迟滞比较器) 9.8.1 比较器 (3) 传输特性 当vI<0时： v0=VOH , vp=VT+ 所以，在vI＜VT+前：v0=VOH vI v0 VT+ VOH VOL VT- 当vI= VT+时，电路内部发生正反馈，一旦 vI＞ VT+：v0=VOL 此时，vp=VT- 9 正向传输特性 2.施密特触发器 (迟滞比较器) 9.8.1 比较器 此时，vp=VT- 当vI由大于VT+的某值开始减小时： v0=VOL 所以，在vI减小但vI>VT-前： v0=VOL 当vI= VT-时，电路内部发生正反馈，一旦 vI＜ VT-： v0=VOH 此时，vp=VT+ vI v0 VT+ VOH VOL VT- 10 反向传输特性 (3) 传输特性 2.施密特触发器 (迟滞比较器) 9.8.1 比较器 vI v0 VT+ VOH VOL VT- 11 vI v0 VT+ VOH VOL VT- vI v0 VT+ VOH VOL VT- (3) 传输特性 2.施密特触发器 (迟滞比较器) 9.8.1 比较器 (4) 输入输出特性 t v0 VOH VOL VT+ VT- t vI 12 2.施密特触发器 (迟滞比较器) 9.8.1 比较器 (e) O v (O t vL O (f) t vL vID – + v(O D RL R C A – + vI vO (a) O (c) vI T ( 2( 3( 4( (t t vO VOH O VOL (d) vI vN vP – + A vO R1 10k( R2 100( VREF =1V vI vN vP – + A vO R1 10k( R2 100( VRE