【正文】 電壓比較器 一、概述 二、單限比較器 三、滯回比較器 四、窗口比較器 五、集成電壓比較器 一、概述 1. 電壓比較器的功能 ：比較電壓的大小。使輸出產(chǎn)生躍變的輸入電壓稱為閾值電壓。 2. 電壓比較器的描述方法 :電壓傳輸特性 uO＝ f(uI) 電壓傳輸特性的三個要素： （ 1）輸出高電平 UOH和輸出低電平 UOL （ 2）閾值電壓 UT （ 3）輸入電壓過閾值電壓時輸出電壓躍變的方向 3. 幾種常用的電壓比較器 （ 1）單限比較器：只有一個閾值電壓 （ 3）窗口比較器： 有兩個閾值電壓，輸入電壓單調(diào)變化時輸出電壓躍變兩次。 T2T1 UUU ???回差電壓： 集成運放的非線性工作區(qū) 電路特征：集成運放處于開環(huán)或僅引入正反饋 理想運放工作在非線性區(qū)的特點： 1) 凈輸入電流為 0 2) uP uN時， uO＝＋ UOM uP uN時， uO＝－ UOM 無源網(wǎng)絡(luò) 教學(xué)基本要求 1)電路的識別及選用； 2)電壓傳輸特性的分析。 uI 0 時 uO ＝＋ UOM 集成運放的凈輸入電壓等于輸入電壓，為保護(hù)集成運放的輸入級，需加輸入端限幅電路。 UD 1. 過零比較器 必要嗎？ 輸出限幅電路 為適應(yīng)負(fù)載對電壓幅值的要求，輸出端加限幅電路。 UZ （ 1）保護(hù)輸入端 （ 2）加速集成運放狀態(tài)的轉(zhuǎn)換 電壓比較器的分析方法 ： （ 1） 寫出 uP、 uN的表達(dá)式， 令 uP＝ uN， 求解出的 uI即為 UT； （ 2） 根據(jù)輸出端限幅電路決定輸出的高、低電平； （ 3）根據(jù)輸入電壓作用于同相輸入端還是反相輸入端決定 輸出電壓 的躍變方向。此時 uP＝ +UT，增大 uI，直至 +UT，再增大， uO才從 +UZ躍變?yōu)椋? UZ。此時 uP＝ － UT，減小 uI，直至－ UT，再減小， uO才從－ UZ躍變?yōu)?+UZ。 當(dāng) uIURL時， uO2=－ uO1= UOM， D2導(dǎo)通， D1截止； uO= UZ 。 特點： 1. 無需限幅電路，根據(jù)所需輸出高、低電平確定電源電壓； 2. 可直接驅(qū)動集成數(shù)字電路； 3. 應(yīng)用靈活，可具有選通端； ③②①⑦??①②③④⑧⑦CCV?EEV?②③①⑦??五、集成比較器 某型號集成比較器的等效電路 4. 響應(yīng)速度快； 5. 電源電壓升高，工作電流增大，工作速度加快。 若要有選通端，則應(yīng)如何修改？ uC 討論三 ： 從電壓傳輸特性識別電路，畫波形 已知各電壓比較器的電壓傳輸特性如圖所示，說出它們各為哪種電壓比較器；輸入電壓為 5sinωt (V)，畫出各電路輸出電壓的波形。 UT=？ UOL=？ UOH=？ 討論五： 電子電路時測量信號的選擇 現(xiàn)有信號： ① 通頻帶內(nèi)某一頻率的交流小信號； ② 頻率很低（如 10Hz）且幅值足夠大的三角波或鋸齒波； ③ 固定的小幅值且足夠頻率范圍的交流小信號； ④ 足夠幅值的階躍信號。 （ 1）測量集成運放的轉(zhuǎn)換速率 SR，應(yīng)用 ； （ 2）測量放大電路的電壓放大倍數(shù)，應(yīng)用 ； （ 3）測量放大電路的輸入電阻和輸出電阻，應(yīng)用 ； （ 4）測量放大電路的通頻帶，應(yīng)用 ； （ 5）放大電路的電壓傳輸特性，應(yīng)用 。 非正弦波發(fā)生電路 一、常見的非正弦波 二、矩形波發(fā)生電路 三、三角波發(fā)生電路 四、鋸齒波發(fā)生電路 五、波形變換電路 一、常見的非正弦波 矩形波 三角波 鋸齒波 尖頂波 階梯波 矩形波是基礎(chǔ)波形，可通過波形變換得到其它波形。 1. 基本組成部分 （ 1）開關(guān)電路 ：因為輸出只有高電平和低電平兩種情況，即兩個暫態(tài)；故采用電壓比較器。 （ 3）延遲環(huán)節(jié) ：要使兩個暫態(tài)均維持一定的時間，故采用 RC環(huán)節(jié) 實現(xiàn) ，從而決定振蕩頻率 。 方法二： 電路合閘通電，分析電路是否有兩個暫態(tài)，而無穩(wěn)態(tài)。 3. 工作原理 ： 電容正向充電， t↑→ uN↑， t→∞ ， uN → UZ； 但當(dāng) uN ＝+UT時，再增大， uO從 + UZ躍變?yōu)?－ UZ， uP＝－ UT， 電路進(jìn)入 第二暫態(tài) 。 第一暫態(tài) ： uO＝ UZ， uP＝ +UT。 三、三角波發(fā)生電路 1. 電路組成 用積分運算電路可將方波變?yōu)槿遣ā? 集成運放應(yīng)用電路的分析方法： 化整為零（分塊），分析功能（每塊），統(tǒng)觀整體，性能估算 2. 工作原理 滯回比較器 積分運算電路 求滯回比較器的電壓傳輸特性：三要素 UOH =－ UOL =UZ ， uI作用于集成運放的同相輸入端，求 UT： )()(1 1O12O13O tuttuCRu ?????代入，求出，將令 ZO1N1P1O212O1211P10 UuuuuRRRuRRRu??????????Z21T URRU ????)()(1 1O12O13O tuttuCRu ????? 合閘通電，通常 C 上電壓為 0。 積分電路正向積分， t↑→ uO↑， 一旦 uO過＋ UT ， uO1從 － UZ躍變?yōu)椋? UZ ， 返回第一暫態(tài) 。 O212O1211P1 uRRRuRRRu ??????電路狀態(tài)翻轉(zhuǎn)時， uP1=? 三角波發(fā)生電路的振蕩原理 3. 波形分析 )(21 TZ3T UTUCRU ??????2314RCRRT ? 如何調(diào)整三角波的幅值和頻率？ 怎樣修改可獲得鋸齒波？ “理性地調(diào)試”：哪些參數(shù)與幅值有關(guān)？哪些參數(shù)與頻率有關(guān)？先調(diào)哪個參數(shù)？ T/2 四、鋸齒波發(fā)生電路 1. R3應(yīng)大些？小些？ 2. RW的滑動端在最上端和最下端時的波形？ ≈T 3. R3短路時的波形？ 若由輸入電壓確定，則將電壓轉(zhuǎn)換為頻率 五、波形變換電路 1. 利用基本電路實現(xiàn)波形變換 正弦波變方波、變矩形波、變二倍頻，方波變?nèi)遣ǎ? 三角波變方波，固定頻率的三角波變正弦波 如何得到？ 利用電子開關(guān)改變比例系數(shù) 2. 三角波變鋸齒波 ： 二倍頻 三角波用傅立葉級數(shù)展開，除基波外，還含有 3次、 5次 …… 諧波。 范圍是什么？ 若輸入信號的頻率變化較大，則可用折線法實現(xiàn) 。 1. 求出穩(wěn)壓管的穩(wěn)壓值 UZ和 R4的阻值； 2. 定性畫出 uO uO2的波形圖； 3. 求解 q的表達(dá)式。 R11 k o h mU1V11 V 1 0 0 Hz 0 De g C10 . 0 2 4 u F R21 0 0 k O h m R31 0 0 k O h m U 2 AL M 3 2 4 A J *321141R42 M O h m R51 0 k o h mR61 0 k o h mR71 0 k o h mU3 AL M 3 2 4 A J *321141R85 k o h mR95 k o h mR1 05 k o h mD14 . 4 V D24 . 4 V R1 11 k o h mR 1 21 0 k O h m Q12 N3 3 9 0 *X S C 2A BGT過零比較器 積分運算電路 三角波變鋸齒波電路100Hz的正弦波輸入電壓200Hz的鋸齒波輸出電壓167。 若負(fù)載需接地，則上述兩電路均不符合要求。 穩(wěn)定若相互抵消，則 OOOPLOL iiuuRiR???????????????Ro=∞! 如何求解輸出電阻？ 參閱 OP3PO2OP1PIPNO321iRuRuuRuuRuuuuiiiii RRRR??????????，理想運放情況下： 為什么一般的整流電路不能作為精密的信號處理電路？ 三、精密整流電路 若 uImaxUon，則在 uI的整個周期中 uO始終為零；若uImaxUon ，則 uO僅在大于 Uon近似為 uI，失真。 設(shè) R＝ Rf 。OIDD00uuuu????。OI???uuu 對于將二極管和晶體管作電子開關(guān)的集成運放應(yīng)用電路，在分析電路時，首先應(yīng)判斷管子相當(dāng)于開關(guān)閉合還是斷開，它們的狀態(tài)往往決定于輸入信號或輸出信號的極性。時， IOI 0 uuu ??。 ≈T 電位器滑動端在最上端時： 若 T2決定于外加電壓，則電路的振蕩頻率就幾乎僅僅受控于外加電壓，實現(xiàn)了 u→f 的轉(zhuǎn)換。 A 1A 2TR1R2R2R2R2R1R3CR 1 =2 R 2uIu O1u O2R4第九章 功率放大電路 第九章 功率放大電路 167。 互補(bǔ)輸出級的分析計算 167。 若已知 Uom， 則可得 Pom。 2. 分析方法 ：因大信號作用，故應(yīng)采用圖解法。 在功放中，晶體管集電極或發(fā)射極電流的最大值接近最大集電極電流 ICM，管壓降的最大值接近 ce反向擊穿電壓 U(BR)CEO， 集電極消耗功率的最大值接近集電極最大耗散功率 PCM 。 一、功率放大電路研究的問題 二、對功率放大電路的要求 :即在電源電壓一定的情況下，最大不失真輸出電壓最大。 三、晶體管的工作方式 1. 甲類方式 ：晶體管在信號的整個周期內(nèi)均處于導(dǎo)通狀態(tài) 2. 乙類方式 ：晶體管僅在信號的半個周期處于導(dǎo)通狀態(tài) 3. 甲乙類方式 ：晶體管在信號的多半個周期處于導(dǎo)通狀態(tài) 1. 變壓器耦合功率放大電路 ① 輸入信號增大，輸出功率如何變化？ ② 輸入信號增大，管子的平均電流如何變化？ ③ 輸入信號增大，電源提供的功率如何變化？效率如何變化？ 四、功率放大電路的種類 做功放適合嗎？ 單管甲類電路 為什么管壓降會大于電源電壓？ 乙類推挽電路 信號的正半周 T1導(dǎo)通、 T2截止；負(fù)半周 T2導(dǎo)通、 T1截止。設(shè) β為常量，則負(fù)載上可獲得正弦波。 2C E SCComUVU ??i BBEu0?? ??2. OTL 電路 ＋?2CCEBIVUUu ????靜態(tài)時，輸入電壓的正半周： ＋ VCC→T1→C→RL→地 C 充電。 C 足夠大，才能認(rèn)為其對交流信號相當(dāng)于短路。 2)2( C E SCComUVU ??因變壓器耦合功放笨重、自身損耗大，故選用 OTL電路 。 2C E SCComUVU ??＋?靜態(tài)時， UEQ＝ UBQ＝ 0。 ②管子多，損耗大，使效率低。 OTL電路： 單電源供電， 低頻特性差。 BTL電路： 單電源供電， 低頻特性好；雙端輸入雙端輸出。 互補(bǔ)輸出級的分析計算 一、輸出功率 二、效率 三、晶體管的極限參數(shù) 然后求出電源的平均功率， CCC ( A V )V VIP ??效率 Vom PP??L2omom RUP ?在已知 RL的情況下，先求出 Uom， 則 求解輸出功率和效率的方法 一、輸出功率 2C E SC