各种比较器电路及波形产生器.doc-道客多多

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2、输入端，组成如图 11-4-4(a)所示电路。 2007-02/20070210101630701.gif onload=“return imgzoom(this,550)“ onerror=“javascript:errpic(this)“ border=0 onclick=“javascript:window.open(this.src);“ style=“cursor: pointer“ useMap=#Map(a) 电路图 (b) 传输特性图 11-4-4 滞回电压比较器工作原理当 ui 从零逐渐增大，且 ui UTH1 时，u0=U+om，UTH1 称为上限触发电平，或称为上限阈

3、值。UTH1可用叠加原理求出 2007-02/20070210101630460.gif onload=“return imgzoom(this,550)“ onerror=“javascript:errpic(this)“ border=0 onclick=“javascript:window.open(this.src);“ style=“cursor: pointer“ useMap=#Map当输入电压 ui UTH1 时，u0=U-om。此时触发电平变为 UTH2，称为下限触发电平，或下限阈值。 2007-02/20070210101630578.gif onload=“return

4、imgzoom(this,550)“ onerror=“javascript:errpic(this)“ border=0 onclick=“javascript:window.open(this.src);“ style=“cursor: pointer“ useMap=#Map当 ui 逐渐减小，且 ui=UTH2 以前，u0 始终等于 U-om。当输入电压变化到 ui UTH2 以后，u0=U+om。因此出现了如图 11-4-4(b)所示的滞回特性曲线。定义二阈值之差U=UTH1-UTH2 为回差电压。 2007-02/20070210101630713.gif onload=“ret

5、urn imgzoom(this,550)“ onerror=“javascript:errpic(this)“ border=0 onclick=“javascript:window.open(this.src);“ style=“cursor: pointer“ useMap=#Map2 楼：参与讨论作者：于 2007-5-15 9:03:13 发布：建立比较器的外部滞回电压长期以来, 模拟比较器的使用一直处在它的“同伴”运算放大器的阴影之中。运算放大器是广泛使用的电子器件, 设计人员发表了大量针对运算放大器的应用笔记 , 而关于比较器的应用笔记较少。正是由于缺少比较器的应用资料,

6、很多用户希望 MAXIM 应用部能够在如何建立比较器滞回电压方面提供帮助。本文针对这一需求, 介绍在一些常用的比较器电路中建立滞回电压的方法 , 并且讨论了提高噪声抑制能力和系统稳定性有关措施。关于比较器滞回的讨论需要从“滞回”的定义开始, 与许多其它技术术语一样, “滞回”源于希腊语, 含义是“延迟”或“滞后”, 或阻碍前一状态的变化。工程中, 常用滞回描述非对称操作, 比如, 从 A到 B 和从 B 到 A 是互不相同。在磁现象、非可塑性形变以及比较器电路中都存在滞回。绝大多数比较器中都设计带有滞回电路, 通常滞回电压为 5mV 到 10mV。内部滞回电路可以避免由于输入端的寄生反馈所造

7、成的比较器输出振荡。但是内部滞回电路虽然可以使比较器免于自激振荡, 却很容易被外部振幅较大的噪声淹没。这种情况下需要增加外部滞回 , 以提高系统的抗干扰性能。首先, 看一下比较器的传输特性。图 1 所示是内部没有滞回电路的理想比较器的传输特性, 图 2所示为实际比较器的传输特性。从图 2 可以看出, 实际电压比较器的输出是在输入电压(VIN)增大到 2mV 时才开始改变。运算放大器在开环状态下可以用作比较器, 但是一旦输入信号中有少量的噪声或干扰 , 都将会在两个不同的输出状态之间产生不期望的频繁跳变(图 3)。用带有内部滞回电路的比较器代替开环运算放大器能够抑制输出的频繁跳变和振荡。或在比较

8、器的正反馈电路中增加外部滞回电路, 正反馈的作用是确保输出在一个状态到另一个状态之间快速变化, 使比较器的输出的模糊状态时间达到可以忽略的水平, 如果在正反馈中加入滞回电路可减缓这种频繁跳变。举个例子, 考虑图 4 所示简单电路, 其传输特性如图 5 所示。比较器的反相输入电压从 0 开始线性变化, 由分压电阻 R1、 R2 构成正反馈。当输入电压从 1 点开始增加(图 6), 在输入电压超过同相阈值 VTH+ = VCCR2/(R1 + R2)之前, 输出将一直保持为 VCC。在阈值点, 输出电压迅速从VCC 跳变为 VSS, 因为, 此时反相端输入电压大于同相端的输入电压。输出保持为低电

9、平, 直到输入经过新的阈值点 5 , VTH- = VSSR2/(R1 + R2)。在 5 点, 输出电压迅速跳变回 VCC, 因为这时同相输入电压高于反相输入电压。图 4 所示电路中的输出电压 VOUT 与输入电压 VIN 的对应关系表明, 输入电压至少变化 2VTH时, 输出电压才会变化。因此, 它不同于图 3 的响应情况 (放大器无滞回), 即对任何小于 2VTH 的噪声或干扰都不会导致输出的迅速变化。在实际应用中, 正、负电压的阈值可以通过选择适合的反馈网络设置。其它设置可以通过增加不同阈值电压的滞回电路获得。图 7 电路使用了两个 MOSFET 和一个电阻网络调节正负极性的阈值。

10、与图 4 所示比较器不同, 电阻反馈网络没有加载到负载环路, 图 8给出了输入信号变化时的输出响应。比较器内部的输出配置不同, 所要求的外部滞回电路也不同。例如 , 具有内部上拉电阻的比较器, 可以在输出端和同相输入端直接加入正反馈电阻。输入分压网络作用在比较器的同相输入端, 反相输入电压为一固定的参考电平(如图 9)。如上所述, 具有内部滞回的比较器提供两个门限：一个用于检测输入上升电压 (VTHR),一个用于检测输入下降电压(VTHF), 对应于图 8 的 VTH1 和 VTH2。两个门限的差值为滞回带(VHB)。当比较器的输入电压相等时, 滞回电路会使一个输入迅速跨越另一输入 , 从而

11、使比较器避开产生振荡的区域。图 10 所示为比较器反相输入端电压固定, 同相输入端电压变化时的工作过程, 交换两个输入可以得到相似波形, 但是输出电压极性相反。根据输出电压的两个极限值(两个电源摆幅), 可以很容易地计算反馈分压网络的电阻值。内部有 4mV 滞回和输出端配有上拉电阻的比较器 - 如 MAXIM 公司的 MAX9015、MAX9017和 MAX9019 等。这些比较器设计用于电压摆幅为 VCC 和 0V 的单电源系统。可以按照以下步骤, 根据给定的电源电压、电压滞回(VHB)和基准电压(VREF), 选择并计算需要的元件：第 1 步选择 R3, 在触发点流经 R3 的电流为

12、(VREF - VOUT)/R3。考虑到输出的两种可能状态, R3 由如下两式求得：R3 = VREF/IR3 和 R3 = (VCC - VREF)/IR3.取计算结果中的较小阻值, 例如, VCC = 5V, IR3 = 0.2A, 使用 MAX9117 比较器(VREF = 1.24V), 则计算结果为 6.2M 和 19M, 选则 R3 为 6.2M。最后, 开漏结构的比较器内部滞回电压为 4mV (MAX9016、MAX9018、MAX9020), 需要外接上拉电阻, 如图 11 所示。外加滞回可以通过正反馈产生, 但是计算公式与上拉输出的情况稍有不同。滞回电压 = VTHR - V

13、THF = 50mV。按如下步骤计算电阻值：第 1 步选择 R3, 在 IN_+端的漏电流小于 2nA, 所以通过 R3 的电流至少为 0.2A, 以减小漏电流引起的误差。R3 可由 R3 = VREF/IR3 或 R3 = (VCC - VREF)/IR3 - R4 两式求得, 取其较小值。例如, 使用 MAX9118 (VREF=1.24V), VCC = 5V, IR3 = 0.2A, R4 = 1M, 计算结果为 6.2M 欧姆和18M 欧姆, 则 R3 选 6.2M 欧姆。3 楼：参与讨论作者：于 2007-5-15 9:08:10 发布：窗比较器作者：佚名来源：不详点击

14、数：32 更新时间： 2007 年 02 月 10 日 http:/ target=“_blank“ 添加到百度搜藏由运放构成的电压比较器电路如图(a)所示。此电路为同相比较器，即当输人信号的值 Vi大于参考电压的值 VREF 时，运放的输出接近于正电源电压+VCC。，当 Vi 小于参考电压 VREF 时，运放的输出接近于负电源电压-VEE。其中，限流电阻 R 与稳压二极管 DZ 组成限幅电路，可使输出 Vo 为所需要的电压值。2007-02/20070210101631462.jpg“ onload=“return imgzoom(this,550)“ onerror=“javascript

15、:errpic(this)“ border=0 onclick=“javascript:window.open(this.src);“ style=“cursor: pointer“ useMap=#Map图(b)所示电路为窗比较器电路，它由同相比较器 A1、反相比较器 A2，及二极管 D1、D2 组成。该电路的功能是，可以判别输入电压的值 Vi 是否介于下参考电压 VRL 与上参考电压 VRH 之间(所谓的窗)。如果 VRLVRH，则输出电压 Vo 将等于运放的饱和输出电压+VSAT (+VSAT 比+Vcc 小 1 4V 左右)。可以用发光二极管判别窗比较器的输出电平。窗比较器广泛用于信号

16、的电平监测与报警。 4 楼：参与讨论作者：于 2007-5-15 9:11:13 发布：第九章波形产生和变换file:/E9.2 电压比较器电压比较器功能电压比较器中运放的工作特点1. 工作在开环或正反馈状态2. 大多数情况下工作在非线性区域, 输出与输入不成线性关系 ,只有在临界情况下才能使用虚短,虚断概念3. 输出高电平或者低电平,呈现为开关状态V+ V时, Vo 为高比较器的分析方法1.求出阈值 : 输出从一个电平跳变到另一个电平时（这时运放的两个输入端之间可视为虚短虚断）所对应的输入电压值。2. 分析输入与输出的关系,画出传输特性 9.2.1 简单电压比较器过零比较器：电压幅

17、度比较器：将过零电压比较器的一个输入端从接地改接到一个电压值 VREF 上 , 就得到电压幅度比较器，它的电路图和传输特性曲线如图所示。过零比较器：限幅比较器9.2.2 滞回比较器滞回比较器应用9.2.3 窗口比较器9.2.4 三态比较器 5 楼：参与讨论作者：于 2007-5-15 9:46:24 发布： 9.1 正弦波振荡电路 9.1.1 振荡基础知识1. 振荡条件 -(动画)反馈电路的方框图：2. 起振和稳幅满足上述条件后，一旦电源接通，随着时间增加输出幅度增大。增大到一定程度后，放大电路中晶体管将进入饱和或截至状态，输出正弦波将失真。应采取稳幅措施。3. 振荡电路的基本组成部分振

18、荡电路的基本组成部分: （1）放大电路没有放大，不可能产生振荡。要保证电路具有放大功能（2）反馈网络形成正反馈，以满足相位平衡条件（3）选频网络以产生单一频率的正弦波 (RC、LC)（4）稳幅电路以保证输出端得到不失真的正弦波振荡电路的分析方法:判断能否产生振荡的一般方法和步骤：a. 检查电路的组成部分 b. 检查放大电路是否正常工作 c. 将电路在放大器输入端断开，利用瞬时极性法判断电路是否满足相位平衡条件 d. 分析是否满足振荡产生的幅度条件。一般 AF 应略大于 19.1.2 RC 正弦振荡电路1. RC 桥式振荡电路桥式 RC 振荡电路结构:RC 串并联网络的频率特性RC 桥式振荡电路稳幅措施RC 桥式振荡电路仿真仿真电路结果场效应管稳幅音频信号发生器2. 移相式选频网络和移相式式振荡电路移相式选频网络:超前移相仿真滞后移相仿真超前移相式 RC 振荡器滞后移相式 RC 振荡器双 T 式选频网络6 楼：参与讨论作者：于 2007-5-15 9:57:25 发布： 9.3 非正弦波产生电路非正弦波矩形波发生电路的基本工作原理方波经积分变为三角波, 矩形波积分变为锯齿波9.3.1 方波发生电路工作原理-(动画)输出波形

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