电压比较器2剖解.ppt

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1、7.3、非线性处理电路一、概述二、限幅器三、电压比较器电子信息系统隔离、滤波、放大转换、比较、运算电子信息系统的供电电源非线性应用：是指由运放组成的电路处于非线性状态，输出与输入的关系uo=f(ui)是非线性函数。由运放组成的非线性电路有以下三种情况：1.电路中的运放处于非线性状态。比如：运放开环应用uoui运放电路中有正反馈，运放处于非线性状态。+Auoui一、概述2.电路中的运放处于线性状态，但外围电路有非线性元件（二极管、三极管、稳压管等）。ui>0时：ui<0时：uoui0传输特性+Auo0R1RF1RF2Dui3.另

2、一种情况，电路中的运放处于非线性状态，外围电路也有非线性元件（二极管、三极管）。由于处于线性与非线性状态的运放的分析方法不同，所以分析电路前，首先确定运放是否工作在线性区。确定运放工作区的方法：判断电路中有无负反馈。若有负反馈，则运放工作在线性区；若无负反馈，或仅有正反馈，则运放工作在非线性区。处于非线性状态运放的特点：1.虚短路不成立。2.输入电阻仍可以认为很大。3.输出电阻仍可以认为是0。tuiuotUZ-UZui运放处于线性状态，但外围电路有非线性元件——稳压二极管。R：限流电阻DZ双向稳压管二、限幅器uoR1RFDZR

3、+A另一种形式的限幅器：双向稳压管接于负反馈回路上。uo当时，在双向稳压管的作用下，当时，双向稳压管不通，运放工作在线性状态。R1RFuiDZ+Auoui0+UZ-UZ传输特性uoR1RFuiUZ+A三、电压比较器1、单限电压比较器2、滞回电压比较器uoui0+Uom-UomUR传输特性特点：运放处于开环状态。当ui>UR时,uo=+Uom当uiUR时

4、,uo=-Uom2、若ui从反相端输入+uouiURAuoui0+UOM-UOM3、过零比较器:(UR=0时)uoui0+UOM-UOMuoui+Auoui+Atui例：利用电压比较器将正弦波变为方波。uot+Uom-Uomuoui+A集成运放的净输入电压等于输入电压，为保护集成运放的输入级，需加输入端限幅电路。二极管限幅电路使净输入电压最大值为±UD必要吗？带有输入、输出限幅的比较器电路为适应负载对电压幅值的要求，还需在输出端加限幅电路。UOH＝＋UZ1＋UD2UOL＝－(UZ2＋UD1)不可缺少！uoui0+UZ-UZ电压

5、比较器的另一种形式——将双向稳压管接在负反馈回路上uiuoUZ+AuiuoUZRR´-AUOH＝－UOL＝UZ电路改进（2）：电路改进（1）：比较器的特点1.电路简单。2.当Ao不够大时，输出边沿不陡。3.容易引入干扰。tuiuot过零附近仍处于放大区（1）下行迟滞比较器分析1.因为有正反馈，所以输出饱和。2.当uo正饱和时(uo=+UOM)：3.当uo负饱和时(uo=–UOM)：参考电压由输出电压决定特点：电路中使用正反馈，运放处于非线性状态。没加参考电压的下行迟滞比较器uoU+RR2R1ui+A2、滞回电压比较器分别称

6、UH和UL上下门限电压。称(UH-UL)为回差。当ui增加到UH时，输出由Uom跳变到-Uom；当ui减小到UL时，输出由-Uom跳变到Uom。传输特性：uoui0Uom-UomUHUL小于回差的干扰不会引起跳转。跳转时，正反馈加速跳转。uoRR2R1ui+AtuiUom-UomtuiUHUL例：下行迟滞比较器的输入为正弦波时，画出输出的波形。uoRR2R1ui+A加上参考电压后的下行迟滞比较器加上参考电压后的上下限：ULUHuoURRR2R1ui+Auoui0Uom-Uom下行迟滞比较器两种电路传输特性的比较:uoui0Uo

7、m-UomUHULuoRR2R1ui+Auoui0Uom-UomUHULURRR2R1ui+A例：R1=10k，R2=20k，UOM=12V，UR=9V当输入ui为如图所示的波形时，画出输出uo的波形。5V10Vuit0URRR2R1ui+A首先计算上下门限电压：URRR2R1ui+A+UOM-UOM根据传输特性画输出波形图。uoui0Uom-UomUHULuiuott10V5V002VURRR2R1ui+Au+=0时翻转，可以求出上下门限电压。(2)、上行迟滞比较器当u+>u-=0时,uo=+UOM当u+

8、o=-UOM没加参考电压的上行迟滞比较器RR2R1ui+Auoui0Uom-Uom传输特性曲线UHUL上下门限电压：RR2R1ui+A上下门限电压：当uo=+UOM时：当uo=-UOM时：加上参考电压后的上行迟滞比较器RR2R1ui+AURUO传输特性：UHULuoui0Uo