電壓比較器的功能:利用輸出信號的變化,比較兩個電壓的大小
在頻率響應(yīng)要求不高的場合可采用普通運放(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,使輸出發(fā)生跳變時的ui值。
電壓比較器的分類:單限比較器
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:
運放工作于開環(huán)狀態(tài)
參考電壓ur
分析方法:
第一步:由運放非線性工作特點,有
第二步:由電路求u+與u-對圖示電路,有u+=ur、u-=ui
第三步:求閾值,得出比較器的傳輸特性
因為當u+=u-時輸出發(fā)生跳變,此時ui=ur,所以uth=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:
運放工作于正反饋狀態(tài)
比較信號加入反向輸入端
分析過程:
第一步:由運放非線性工作特點,有
第二步:由電路求u+與u-
(1) 對圖示電路,有u-=ui
(2) 用疊加原理求u+
注意:對于不同的輸出值,u+有兩個取值
反相滯回比較器
第三步:求閾值
因為當u+=u-時輸出發(fā)生跳變,此時ui=uth,所以
當uo=+uom時, u+1=u-=ui=uth1,即
當uo=-uom時, 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,uo=+uom
-∞<ui<uth1時,uo=+uom
ui=uth1時,跳變,uo=-uom
ui>uth1時,uo=-uom,閾值為uth1
(2)ui由+∞逐漸減小
ui=+∞時,uo=-uom
uth2<ui<+∞時,uo=-uom
ui=uth2時,跳變,uo=+uom
ui<uth2時,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。
比較器用通用運算放大器和專用集成比較器的區(qū)別
(1)比較器的一個重要指標是它的響應(yīng)時間,它一般低于10-20ns。響應(yīng)時間與放大器的上升速率和增益-帶寬積有關(guān)。因此,必須選用這兩項指標都高的運算放大器作比較器,并在應(yīng)用中減小甚至不用相位補償電容,以便充分利用通用運算放大器本身的帶寬來提高響應(yīng)速度。
(2)當在比較器后面連接數(shù)字電路時,專用集成比較器無需添加任何元器件,就可以直接連接,但對通用運算放大器而言,必須對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。