2022-2023学年高二物理竞赛课件：电压比较器的分析方法

电压比较器的分析方法 电压比较器的分析方法 （1）写出 uP、uN的表达式，令uP＝ uN，求解出的 uI即为UT； （2）根据输出端限幅电路决定uO高、低电平; （3）根据uI作用于同相输入端还是反相输入端决定uO的跃变方向。 例题 - + ui uO R2 R1 RO UR Rf if 反相迟滞比较器 0 ui uO 传输特性 -UZ +UZ UTH+ UTH- 例：电路如图示，输入信号为正弦波，画出输出信号的波形。 0 t ui/V 0 t uO 10 UTH+ UTH- +UZ -UZ 例：Rf=10k，R2=10k  ，UZ=6V， UREF=10V。当输入ui为如图所示的波形时，画 出输出uo的波形。 上下门限电压： uo ui 0 8V 3V 传输特性 +6V -6V 继续 4 3V 8V ui uo +6V -6V uo ui 0 8V 3V 传输特性 +6V -6V 看p430例题8.2.2及8.2.3 思考 1. 若要电压传输特性曲线左右移动，则应如何修改电路？ 思考：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 继续 窗口（双限）比较器 当uI>URH时，uO1= － uO2= UOM，D1导通， D2截止； uO= UZ 当uI<URL时，uO2= － uO1= UOM，D2导通， D1截止； uO= UZ 当URL<uI< URH时， uO1= uO2= －UOM，D1、 D2均截止； uO= 0 继续 各种电压比较器的比较 共同点： 输入信号是模拟量（一般有两个输入信号，一个是变化的输入电压，另一个是固定不变的参考电压）； 输出信号是数字量，用数字量“1”或者“0”表示两个信号的比较结果，因此比较器可作为模拟电路和数字电路的接口； 比较器中集成运放一般工作在开环状态和非线性区，或引入正反馈（限幅稳压管接在负反馈回路中例外） 不同点：各种电压比较器的主要区别，在于其传输特性不同，门限电平不同。 讨论 讨论 已知各电压比较器的电压传输特性如图所示，说出它们各为哪种电压比较器；输入电压为5sinωt (V)，画出各电路输出电压的波形。 能不能分别组成具有图示电压传输特性的电压比较器电路？ 同相输入 单限比较器 反相输入 滞回比较器 窗口 比较器 li 9 学会从电压传输特性识别电压比较器，初步学会电压比较器的设计方法。 例： 集成运放为理想运放，最大输出电压UOPP = 6V各运放各组成何种基本应用电路?各工作什么区域? 10k 20k 20k ui + - + - + - A1 R uO3 6V A3 A2 10k A1 A2 A3 输入信号为ui=10sint ( V ) ，画出uO3的波形。 反相比例运算电路 过零比较器 同相比例运算电路——电压跟随器 线性区 非线性区 线性区 10k 20k 20k ui + - + - + - A1 R uO3 6V A3 A2 10k 输入信号为ui=10sint ( V ) ，画出uO3的波形。 uO1 uO2 ui t 10 -10 0 uO3 t 0 -6 6 本章小结 1．正弦波振荡的条件： ┃AF┃=1 （振幅条件） （相位条件 正弦波振荡电路由放大器、反馈网络、选频网络和稳幅环节构成。 2．正弦波振荡电路主要有RC振荡电路和LC振荡电路两种。RC振荡电路主要用于中低频场合，LC振荡电路主要用于高频场合。石英晶体振荡电路是一种特殊的LC振荡电路，其特点是具有很高的频率稳定性。 3．当运放开环工作或引入正反馈时，运放工作在非线性状态。其分析方法为： 若U+＞U- 则UO=+UOM； 若U+＜U- 则UO=-UOM。 虚断（运放输入端电流=0） 4 ．比较器是一种能够比较两个模拟量大小的电路。滞回比较器具有回差特性。它们是运放非线性工作状态的典型应用。 hw $