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9.8__非正弦信号产生电路 2

发布时间:

9.8 非正弦信号产生电路
9.8.1 电压比较器
单门限电压比较器 迟滞比较器 集成电压比较器

9.8.2 方波产生电路
9.8.3 锯齿波产生电路

9.8.1 电压比较器
1. 单门限电压比较器 特点:开环,虚短不成立
增益A0大于105 -VCC≤vO≤+VCC

运算放大器工作在非线性状态下

(1)过零比较器 ?假设 ? VCC ? ? VCC ? VM ? VM 时 ,vO ? A0vI ? VM ,由于|vO |不可能超过VM , |vI|≥ A0 所以 vOmax ? VM (忽略了放大器输出级的饱和压降) 当 |+VCC | = |-VCC | =VM = 15V,A0 可以认为
5 时,VM =10

vI >0 时, vOmax = +VCC vI <0 时, vOmax = -VCC

15 ? 5 V ? 0.15mV ? 0 A0 10

(过零比较器)

9.8.1 电压比较器
1. 单门限电压比较器 特点:开环,虚短不成立
增益A0大于105 -VCC≤vO≤+VCC (1)过零比较器 输 入 为 正 负 对称 的 正 弦 波时,输出为方波。 电压传输特性

9.8.1 电压比较器
1. 单门限电压比较器 (2)门限电压不为零的比较器
(门限电压为VREF) 电压传输特性

9.8.1 电压比较器
1. 单门限电压比较器 (2)门限电压不为零的比较器
(门限电压为VREF)

vI为峰值6V的三角波,设 ±VCC=±12V,运放为理想器件。 (a) VREF=0时 (b) VREF=2V时

(c) VREF=-4V时



图示为另一种形式的单门限电压比较器,试求出其门限

电压(阈值电压)VT,画出其电压传输特性。设运放输出的 高、低电*分别为VOH和VOL。

解: 利用叠加定理可得

R2 R1 vP ? VREF ? vI R1 ? R2 R1 ? R2
理想情况下,输出电压发生跳变
时对应的vP=vN=0,即

R2VREF ? R1 vI ? 0
R2 门限电压 VT ? ( vI ? ) ? VREF R1

单门限比较器的抗干扰能力

应为高电*

错误电*

9.8.1 电压比较器
2. 迟滞比较器
(1)电路组成 (2)门限电压
vP 为门限电压,

vI ? vP 时,vO ? VOL (低电* )

vI ? vP 时,vO ? VOH (高电* )

而vP与vO有关,对应于O的两个电压值可得 的两个 v vP 门限电压 R2VOH R1VREF VT? ? ? 上门限电压 R1 ? R2 R1 ? R2
VT? R2VOL R1VREF ? ? R1 ? R2 R1 ? R2 ?VT ? VT? ? VT?
下门限电压

回差电压

R2 (VOH ? VOL ) ? R1 ? R2

9.8.1 电压比较器
2. 迟滞比较器

(3)传输特性

VT?

R2VOH R1VREF ? ? R1 ? R2 R1 ? R2 R2VOL R1VREF ? ? R1 ? R2 R1 ? R2

VT?



电路如图所示,试求门限电压,画出传输特性和图c所示输 入信号下的输出电压波形。

解:(1)门限电压
VREF ? 0

VO ? ?10V

VT?

R2VOH R1VREF ? ? ? 5V R1 ? R2 R1 ? R2 RV R1VREF ? 2 OL ? ?5V R1 ? R2 R1 ? R2

VT? ?

(2)传输特性 (3)输出电压波形

通过上述几种电压比较器的分析,可得出如下结论: (1)用于电压比较器的运放,通常工作在开环或正反馈状态和 非线性区,其输出电压只有高电*VOH和低电*VOL两种情况。 (2)一般用电压传输特性来描述输出电压与输入电压的函数 关系。 (3)电压传输特性的关键要素

输出电压的高电*VOH和低电*VOL
门限电压 输出电压的跳变方向

?令vP=vN所求出的vI就是门限电压
?vI等于门限电压时输出电压发生跳变 ?跳变方向取决于是同相输入方式还是反相输入方式

9.8.1 电压比较器
3. 集成电压比较器
集成电压比较器与集成运算放大器比较: 开环增益低、失调电压大、共模抑制比小,灵敏度往往不如 用集成运放构成的比较器高。 但集成电压比较器中无频率补偿电容,因此转换速率高,改 变输出状态的典型响应时间是30~200 ns。 相同条件下741集成运算放大器的响应时间为30 ?s左右。

9.8.2 方波产生电路
1. 电路组成(多谐振荡电路)

稳压管双 向限幅

9.8.2 方波产生电路
2. 工作原理
由于迟滞比较器中正反馈

的作用,电源接通后瞬间,输
出便进入饱和状态。 假设为正向饱和状态

9.8.2 方波产生电路
3. 占空比可变的方波产生电路

9.8.3 锯齿波产生电路

充放电时间 常数不同

同相输入迟 滞比较器

积分电路

end



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