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常用比較器有哪些?

fcsde-sh ? 來源:未知 ? 作者:佚名 ? 2017-08-30 15:20 ? 次閱讀

比較器通常由集成運放構成,與普通運放電路不同的是,比較器中的集成運放大多處于開環或正反饋的狀態只要在兩個輸入端加一個很小的信號,運放就會進入非線性區,屬于集成運放的非線性應用范圍。在分析比較器時,虛斷原則仍成立,虛短虛地等概念僅在判斷臨界情況時才適應。

一、零電平比較器(過零比較器)

電壓比較器是將一個模擬輸入信號ui與一個固定的參考電壓UR進行比較和鑒別的電路。
參考電壓為零的比較器稱為零電平比較器。按輸入方式的不同可分為反相輸入和同相輸入兩種零電位比較器,如圖1(a)、(b)所示

1 過零比較器
(a)反相輸入;(b)同相輸入

通常用閾值電壓和傳輸特性來描述比較器的工作特性。

閾值電壓(又稱門檻電平)是使比較器輸出電壓發生跳變時的輸入電壓值,簡稱為閾值,用符號UTH表示。

傳輸特性是比較器的輸出電壓uo與輸入電壓ui在平面直角坐標上的關系。

畫傳輸特性的一般步驟是:先求閾值,再根據電壓比較器的具體電路,分析在輸入電壓由最低變到最高(正向過程)和輸入電壓由最高到最低(負向過程)兩種情況下,輸出電壓的變化規律,然后畫出傳輸特性。

二、任意電平比較器(俘零比較器)

將零電平比較器中的接地端改接為一個參考電壓UR(設為直流電壓),由于UR的大小和極性均可調整,電路成為任意電平比較器或稱俘零比較器。


圖2 任意電平比較器及傳輸特性
(a)任意電平比較器;(b)傳輸特性


3 電平檢測比較器信傳輸特性
(a)電平檢測比較器;(b)傳輸特性

電平電壓比較器結構簡單,靈敏度高,但它的抗干擾能力差。也就是說,如果輸入信號因干擾在閾值附近變化時,輸出電壓將在高、低兩個電平之間反復地跳變,可能使輸出狀態產生誤動作為了提高電壓比較器的抗干擾能力,下面介紹有兩個不同閾值的滯回電壓比較器。

三、滯回電壓比較器

滯回比較器又稱施密特觸發器,遲滯比較器。這種比較器的特點是當輸入信號ui逐漸增大或逐漸減小時,它有兩個閾值,且不相等,其傳輸特性具有“滯回”曲線的形狀。
滯回比較器也有反相輸入和同相輸入兩種方式。

UR是某一固定電壓,改變UR值能改變閾值及回差大小。
以圖4(a)所示的反相滯回比較器為例,計算閾值并畫出傳輸特性


圖4 滯回比較器及其傳輸特性
(a)反相輸入;(b)同相輸入

1.正向過程的閾值為


形成電壓傳輸特性的abcd段
2.負向過程的閾值為


形成電壓傳輸特性上defa段。由于它與磁滯回線形狀相似,故稱之為滯回電壓比較器。

利用求閾值的臨界條件和疊加原理方法,不難計算出圖4(b)所示的同相滯回比較器的兩個閾值

兩個閾值的差值ΔUTH=UTH1–UTH2稱為回差。

由上分析可知,改變R2值可改變回差大小,調整UR可改變UTH1和UTH2,但不影響回差大小。即滯回比較器的傳輸特性將平行右移或左移,滯回曲線寬度不變。

5 比較器的波形變換
(a)輸入波形;(b)輸出波形

例如,滯回比較器的傳輸特性和輸入電壓的波形如圖6(a)、(b)所示。根據傳輸特性和兩個閾值(UTH1=2V, UTH2=–2V),可畫出輸出電壓uo的波形,如圖6(c)所示。從圖(c)可見,ui在UTH1與UTH2之間變化,不會引起uo的跳變。但回差也導致了輸出電壓的滯后現象,使電平鑒別產生誤差。

6 說明滯回比較器抗干擾能力強的圖

(a)已知傳輸特性;(b)已知ui 波形;
(c)根據傳輸特性和ui波形畫出的uo波形

四、窗口電壓比較器

電平比較器和滯回比較器有一個共同特點,ui單方向變化(正向過程或負向過程)時,uo只跳變一次只能檢測一個輸入信號的電平,這種比較器稱為單限比較器。

雙限比較器又稱窗口比較器。它的特點是輸入信號單方向變化(例如ui 從足夠低單調升高到足夠高),可使輸出電壓uo跳變兩次,其傳輸特性如圖7(b)所示,它形似窗口,稱為窗口比較器。窗口比較器提供了兩個閾值和兩種輸出穩定狀態可用來判斷ui 是否在某兩個電平之間。

7 窗口比較器電路及傳輸特性
(a)窗口比較器;(b)傳輸特性

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原文標題:你們只知道比較器邏輯運算,可你們知道常用比較器嘛

文章出處:【微信號:fcsde-sh,微信公眾號:fcsde-sh】歡迎添加關注!文章轉載請注明出處。

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