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单限电压比较器电路图解

2015-5-1 07:41| 发布者: admin| 查看: 30018| 评论: 0

摘要: 电压比较器是对输入信号进行限幅和比较的电路,在测量和控制中有广泛的应用。利用集成运放工作在非线性区的特性,可以构成多种电压比较电路。 图1是一种最简单的单限电压比较器,其同相输入端接地即参考电压为零。图中运放处于开环状 ...

电压比较器是对输入信号进行限幅和比较的电路,在测量和控制中有广泛的应用。利用集成运放工作在非线性区的特性,可以构成多种电压比较电路。

图1是一种最简单的单限电压比较器,其同相输入端接地即参考电压为零。图中运放处于开环状态(没有反馈),由于集成运放开环电压放大倍数很高,即使输入端有一个非常小的差值信号,也会使输出达到饱和值,因此集成运放工作在非线性区。集成运放工作在非线性区时,输出电压uo只有高电平、低电平两种可能。当输入信号ui>0,则uo= ﹣UOM;当输入信号ui<0,则uo= + UOM。输入信号每次经过零点时输出都要跳变,因而称为过零比较器。

(a)过零比较器 (b)电压传输特性
图1 过零比较器及其电压传输特性

若电压比较器的参考电压不为零,而是某一数值UREF,则构成图2所示的一般单限电压比较器。若将参考电压接在反相输入端,输入信号接在同相输入端,则当输入信号ui> UREF,则uo= + UOM;ui< UREF,则uo= -UOM。需要指出的是,电压比较器中,使输出电压uo从高电平跃变为低电平(或者从低电平跃变为高电平)的输入电压称为阀值电压,或转折电压,记作UT。求阀值电压方法:分析计算up和un,然后使up=un,这时所对应的ui=UT就是。例如,图2(a)所示电路的阀值电压即为UT= UREF 。这种电压比较器的特点是,输入信号每次经过参考电压UREF时输出要跳变,也称为一般单限电压比较器。

(a)一般单限电压比较器 (b)电压传输特性
图2 一般单限电压比较器及其电压传输特性

实际应用中,为了限定运放输出电压的幅值,以便与输出端所接负载电平相配合,一般的电压比较器的输出端接入双向稳压管DZ进行双向限幅,如图3(a)所示。R是限幅电阻,当输入信号ui> UREF,则uo=+UZ;当输入信号ui< UREF,,则uo=-UZ,电压传输特性如图3(b)所示。

(a)具有输出限幅功能的电压比较器 (b)电压传输特性
图3 具有输出限幅功能的电压比较器及其电压传输特性

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