電子電路:電壓比較器工作原理及原理圖-KIA MOS管
信息來源:本站 日期:2021-08-25
電壓比較器是集成運(yùn)放非線性應(yīng)用電路,他常用于各種電子設(shè)備中,那么什么是電壓比較器呢?
它將一個(gè)模擬量電壓信號和一個(gè)參考固定電壓相比較,在二者幅度相等的附近,輸出電壓將產(chǎn)生躍變,相應(yīng)輸出高電平或低電平。比較器可以組成非正弦波形變換電路及應(yīng)用于模擬與數(shù)字信號轉(zhuǎn)換等領(lǐng)域。
圖1所示為一最簡單的電壓比較器,UR為參考電壓,加在運(yùn)放的同相的輸入端,輸入電壓ui加在反相的輸入端。
電壓比較器原理圖
(a)電路圖(b)傳輸特性 當(dāng)ui<UR時(shí),運(yùn)放輸出高電平,穩(wěn)壓管Dz反向穩(wěn)壓工作。輸出端電位被其箝位在穩(wěn)壓管的穩(wěn)定電壓UZ,即uO=UZ
當(dāng)ui>UR時(shí),運(yùn)放輸出低電平,DZ正向?qū)?,輸出電壓等于穩(wěn)壓管的正向壓降UD,即 uo=-UD
因此,以UR為界,當(dāng)輸入電壓ui變化時(shí),輸出端反映出兩種狀態(tài),高電位和低電位。
表示輸出電壓與輸入電壓之間關(guān)系的特性曲線,稱為傳輸特性。 圖(b)為(a)圖比較器的傳輸特性。
常用的電壓比較器有過零電壓比較器、具有滯回特性的過零比較器、滯回電壓比較器,窗口(雙限)電壓比較器。
集成電壓比較器簡介:
作用:可將模擬信號轉(zhuǎn)換成二值信號,即只有高電平和低電平兩種狀態(tài)的離散信號。
應(yīng)用:作為模擬電路和數(shù)字電路的接口電路。
特點(diǎn):比集成運(yùn)放的開環(huán)增益低,失調(diào)電壓大,共模抑制比小;但其響應(yīng)速度快,傳輸延遲時(shí)間短,而且不需外加限幅電路就可直接驅(qū)動(dòng)TTL、CMOS和ECL等集成數(shù)字電路;有些芯片帶負(fù)載能力很強(qiáng),還可直接驅(qū)動(dòng)繼電器和指示燈。
電壓比較器工作原理及應(yīng)用
電壓比較器(以下簡稱比較器)是一種常用的集成電路。它可用于報(bào)警器電路、自動(dòng)控制電路、測量技術(shù),也可用于V/F變換電路、A/D變換電路、高速采樣電路、電源電壓監(jiān)測電路、振蕩器及壓控振蕩器電路、過零檢測電路等。
比較器的工作原理
比較器是由運(yùn)算放大器發(fā)展而來的,比較器電路可以看作是運(yùn)算放大器的一種應(yīng)用電路。由于比較器電路應(yīng)用較為廣泛,所以開發(fā)出了專門的比較器集成電路。
下圖(a)由運(yùn)算放大器組成的差分放大器電路,輸入電壓VA經(jīng)分壓器R2、R3分壓后接在同相端,VB通過輸入電阻R1接在反相端,RF為反饋電阻,若不考慮輸入失調(diào)電壓,則其輸出電壓Vout與VA、VB及4個(gè)電阻的關(guān)系式為:Vout=(1+RF/R1)?R3/(R2+R3)VA-(RF/R1)VB。
若R1=R2,R3=RF,則Vout=RF/R1(VA-VB),RF/R1為放大器的增益。當(dāng)R1=R2=0(相當(dāng)于R1、R2短路),R3=RF=0(相當(dāng)于R3、RF開路)時(shí),Vout=∞。
增益成為無窮大,其電路圖就形成圖4(b)的樣子,差分放大器處于開環(huán)狀態(tài),它就是比較器電路。實(shí)際上,運(yùn)放處于開環(huán)狀態(tài)時(shí),其增益并非無窮大,而Vout輸出是飽和電壓,它小于正負(fù)電源電壓,也不可能是無窮大。
從圖中可以看出,比較器電路就是一個(gè)運(yùn)算放大器電路處于開環(huán)狀態(tài)的差分放大器電路。
同相放大器電路如下圖所示。
比較器與運(yùn)放的差別
運(yùn)放可以做比較器電路,但性能較好的比較器比通用運(yùn)放的開環(huán)增益更高,輸入失調(diào)電壓更小,共模輸入電壓范圍更大,壓擺率較高(使比較器響應(yīng)速度更快)。
另外,比較器的輸出級常用集電極開路結(jié)構(gòu),如圖所示,它外部需要接一個(gè)上拉電阻或者直接驅(qū)動(dòng)不同電源電壓的負(fù)載,應(yīng)用上更加靈活。但也有一些比較器為互補(bǔ)輸出,無需上拉電阻。
比較器電路本身也有技術(shù)指標(biāo)要求,如精度、響應(yīng)速度、傳播延遲時(shí)間、靈敏度等,大部分參數(shù)與運(yùn)放的參數(shù)相同。在要求不高時(shí)可采用通用運(yùn)放來作比較器電路。如在A/D變換器電路中要求采用精密比較器電路。
由于比較器與運(yùn)放的內(nèi)部結(jié)構(gòu)基本相同,其大部分參數(shù)(電特性參數(shù))與運(yùn)放的參數(shù)項(xiàng)基本一樣(如輸入失調(diào)電壓、輸入失調(diào)電流、輸入偏置電流等)。
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