文档介绍：该【运算放大器电路比较器和正反馈比较器EEFOCUS 】是由【花双韵芝】上传分享，文档一共【9】页，该文档可以免费在线阅读，需要了解更多关于【运算放大器电路比较器和正反馈比较器EEFOCUS 】的内容，可以使用淘豆网的站内搜索功能，选择自己适合的文档，以下文字是截取该文章内的部分文字，如需要获得完整电子版，请下载此文档到您的设备，方便您编辑和打印。运算放大器电路
比较器和正反应
比较器:开环构造
如图1的电路所示,基本比较器电路是一个开环运算放大电路。开环增益A是运算放大器
的一个重要特点,我们假定输出电压V0的两个极值为VDD和VEE,输出电压能够表达为
V0=A(V+-V-)()
这里V+和V-分别代表同相端和反相端电压。
图1基本同对比较器
如图1中的电路,V+=Vin,V-=Vref。当Vref=0,V0关于Vin的电压传输特征如图2所示。
图2同对比较器的电压变换特征
当Vin>vδ+,V0=VDD;当Vin<vδ-,V0=VEE。
v和v的值和开环增益A的倒数成比率关系。
δ+δ-
vδ+=VDD
A
v=
VEE
()
δ+
A
运放线性区的范围为:vδ-<Vin<vδ+,高出这个范围,运下班作在饱和区。
关于一个A=200000
、
V
10、
V=-10V
的实质运放,
+
是一个非
δ
=V
=-50uV
DD
EE
v+,-
常小的电压。所以,运放很简单就趋势饱和。
当Vref>0,V0关于Vin的电压传输特征如图3所示。
图3参照电压不为零时的同对比较器的电压传输特征
这里特征曲线向右挪动Vref,运下班作在线性段时Vin的范围和从前同样,饱和电压仍是VDD
VEE。
因为A的值很大,电压范围[vδ-,vδ+]很小,假定开环增益为无穷大,则不存在线性区。图
3的传输特征将变为图4所示,从图中我们能看到当电压在Vref从一个饱和地区到另一个饱
和区的跳变。
图4理想比较器
如图5所示,比较器也能够采纳反相输入的形式,输入电压接在同相端,参照电压接在反相
端。
图5反对比较器
因为V0=A(Vref-Vin),相应的电压变换特征曲线如图
6所示。
6
此外一种反对比较器的构造和它的电压变换特征如图7(a)所示。
输出电压仍是
V0=A(V+-V-)
()
电压V+,在同相端利用叠加原理,能够表达为:
V+=Vin
R2
+Vref
R2
()
R1+R2
R1+R2
因为V-
=0,所以比较器在V+过零时跳变
0=Vin(t)R2+VrefR1
()
所以
Vin(t)=-
R1Vref
()
R2
V+>0
对应于Vin>Vin(t),输出为正(VH
)。近似的,V+<0对应于Vin<Vin(t),输出为负(VL)。
电压传输特征如图
7(b)所示。
图7同对比较器电路
反相输入的传输特征如图8所示。
图8反对比较器和它的电压变换特征
图9所示的是比较器在烟雾报警电路中的一种一般应用实例。
图

9

烟雾检测器原理图
二极管发出的光能被三极管

Q1和Q2检测到。上边的地区是密封的,所以三极管

Q1的工作
点不会改变,这个工作点被当成是比较器的参照点。
当烟进入基层的地区,三极管
Q2的工作点改变惹起电压
Vin从基值Vin(ns)开始改变。
比较器的基本电压传输特征如图
10所示。
图10
因为烟进入这个地区,
跟着底部光电晶体管的亮度降落,
电流降落,电压Vin将从基值Vin(ns)
开始增添。当Vin>Vref
,比较器的输出由
VL切换到VH
从而触发报警。
让我们考虑一下假如Vin的变化如图11所示,将发生什么状况。
图11
我们注意到当

Vin

大于Vref

,比较器的输出电压由

VL变为

VH

从而触发报警,

t1后一段时间,
Vin开始降落,在

t2时电压小于

Vref

,同时比较器输出电压跳回

VL

,报警排除。

Vin

电压的
颠簸可能是信号的噪声或是烟雾的临时减少惹起的。
示的那样,结果造成报警电路的多次连续的开启和关断。

不论如何,烟雾仍是存在,正如图中所这是我们所不希望的,我们想对电
路加以改良从而使电路工作时拥有必定的“噪声免疫”

。
正反应,施密特触发器
举例说,假如我们能指定一个电压范围,在这个范围里,输出的状态是在必定值,那么我们
就能成立适合的噪声免疫带。这个想法的原理如图12所示。在这类状况下,报警在t1时刻
开启,在t2时刻关断,从而防止此中全部的跳变。
实现了目的的这个电路使用了正反应,同时被称做施密特触发器。电路的基本形式如图
13
所示,采纳正反应马上反应回路连结到运放的同相端来实现的。
12
13反相施密特触发器
在我们的例子里,输入信号接反相端,所以,电路被称为反相施密特触发器。
电压V能够由输出电压
V经过简单的分压定律得出
+
0
V+=V0
R2
()
R1
+R2
我们注意到V+依赖输出电压V0,从而,
V0
依赖V+和V-
的差值:V0=A(V+-V-)
剖析这些正反应电路的重点是假定初始条件。V0取的可能值是VH和VL这里VH>VL,同时
假定VL<0。
假定V0的初始状态是VH,则
R2
V+=VHR1+R2
()
输出是
?
R1
?
()
V0=A?VH
R1+R2
-Vin?
?
?
所以,只需
Vin<VH
R1
,输出将保持在VH。
+R2
R1
当Vin>VH
R1
,VH到VL
的变换的发生。这部分原理如图
14(a)所示,这里电压
R1+R2
VTU=VH
R1
。所以当Vin
>VTU,V0
=VL而且V+=VL
R1
。
R1+R2
R1+R2
此刻让我们看看当
?
R1
?
Vin开始减少时发生了什么,为了让变换再次发生,?VH
-Vin?部
?
R1+R2
?
分一定改变符号,如图14(b)所示,当Vin
R1
时符号改变,这里VTL=VL
R1
。
<VL
R1+R2
R1+R2
完好的电压变换特征经过组合图14(a)和(b)可得,如图15所示。