電壓比較器的功能:利用輸出信號(hào)的變化,比較兩個(gè)電壓的大小
在頻率響應(yīng)要求不高的場(chǎng)合可采用普通運(yùn)放(lm358,f108/308)構(gòu)成的比較器,否則采用專用比較器(lm393/339)
電壓比較器的閾值:指ui與ur比較時(shí),使輸出發(fā)生跳變時(shí)的ui值。
電壓比較器的分類:?jiǎn)蜗薇容^器
滯回比較器
窗口比較器
三態(tài)比較器
單限電壓比較器
任意電壓比較器
結(jié)構(gòu)特點(diǎn):
運(yùn)放工作于開(kāi)環(huán)狀態(tài)
參考電壓ur
分析方法:
第一步:由運(yùn)放非線性工作特點(diǎn),有
第二步:由電路求u+與u-對(duì)圖示電路,有u+=ur、u-=ui
第三步:求閾值,得出比較器的傳輸特性
因?yàn)楫?dāng)u+=u-時(shí)輸出發(fā)生跳變,此時(shí)ui=ur,所以u(píng)th=ui=ur
比較器的傳輸特性
滯回電壓比較器
單限電壓比較器電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、靈敏度高,但抗干擾能力較差。
反相滯回比較器
結(jié)構(gòu)特點(diǎn):
運(yùn)放工作于正反饋狀態(tài)
比較信號(hào)加入反向輸入端
分析過(guò)程:
第一步:由運(yùn)放非線性工作特點(diǎn),有
第二步:由電路求u+與u-
(1) 對(duì)圖示電路,有u-=ui
(2) 用疊加原理求u+
注意:對(duì)于不同的輸出值,u+有兩個(gè)取值
反相滯回比較器
第三步:求閾值
因?yàn)楫?dāng)u+=u-時(shí)輸出發(fā)生跳變,此時(shí)ui=uth,所以
當(dāng)uo=+uom時(shí), u+1=u-=ui=uth1,即
當(dāng)uo=-uom時(shí), u+2=u-=ui=uth2,即
注意:uth1>uth2
第四步:分析傳輸特性
(1)ui由-∞逐漸增大
ui=-∞時(shí),uo=+uom
-∞<ui<uth1時(shí),uo=+uom
ui=uth1時(shí),跳變,uo=-uom
ui>uth1時(shí),uo=-uom,閾值為uth1
(2)ui由+∞逐漸減小
ui=+∞時(shí),uo=-uom
uth2<ui<+∞時(shí),uo=-uom
ui=uth2時(shí),跳變,uo=+uom
ui<uth2時(shí),uo=+uom,閾值為uth2
定義:回差電壓 δuth=uth1-uth2
同相輸入遲滯比較器
將反相遲滯比較器中的vi與vref交換,即得同相輸入遲滯比較器。
比較器用通用運(yùn)算放大器和專用集成比較器的區(qū)別
(1)比較器的一個(gè)重要指標(biāo)是它的響應(yīng)時(shí)間,它一般低于10-20ns。響應(yīng)時(shí)間與放大器的上升速率和增益-帶寬積有關(guān)。因此,必須選用這兩項(xiàng)指標(biāo)都高的運(yùn)算放大器作比較器,并在應(yīng)用中減小甚至不用相位補(bǔ)償電容,以便充分利用通用運(yùn)算放大器本身的帶寬來(lái)提高響應(yīng)速度。
(2)當(dāng)在比較器后面連接數(shù)字電路時(shí),專用集成比較器無(wú)需添加任何元器件,就可以直接連接,但對(duì)通用運(yùn)算放大器而言,必須對(duì)輸出電壓采取嵌位措施,使它的高,彽輸出電位滿足數(shù)字電路邏輯電平的要求。