1、1,7.4.1 簡單電壓比較器,7.4.2 遲滯比較器,7.4 集成運放的非線性應(yīng)用,7.4.3 窗口比較器,概述,2,Ao越大，運放的線性范圍越小，輸入大于 ,則輸出uo要么為+UOM，要么為-UOM。,線性放大區(qū),*復(fù)習(xí),3,概述 運放的非線性應(yīng)用 1. 電路中的運放處于非線性狀態(tài)。,比如：運放開環(huán)應(yīng)用,運放開環(huán)、有正反饋時，處于非線性狀態(tài),4,ui0時：,ui UR時 , uo = +Uom 當(dāng)ui UB,單限比較器和滯回比較器在輸入電壓單一方向變化時，輸出電壓只躍變一次，因而不能檢測輸入電壓是否在兩個給定電壓VA、VB之間，而窗口比較器具有這一功能。其電路及傳輸特性曲線如右下圖所示：,

2、62,由圖可知： 當(dāng)uIUB,注意: 連接,下臺階,上臺階,UOA2,UOA1,63,當(dāng)uIUA時： A1的輸出端為高電平， A2的輸出端為低電平， 則二極管D1導(dǎo)通，D2截止，輸出電壓uO也是高電平。 特性曲線如右圖所示：,其中：UAUB,雙限比較器 工作原理,64,當(dāng)UB uI UB,雙限比較器 工作原理,65,雙限比較器及其傳輸特性動畫,66,由兩個簡單比較器組成的窗口比較器,（a）電路圖 （b）傳輸特性,注意:連接法,67,窗口比較器應(yīng)用 三極管 值分選電路,用雙電壓比較器LM393設(shè)計一個值分選電路，要求當(dāng)被測三極管的 250， LED不亮，表示不合格；當(dāng)150 250，LED 亮，

3、表示合格。已知電源電壓Vcc=12V，三極管集電極電阻R2=2K。,68,1、根據(jù)題意要求，設(shè)計與計算Rb的阻值，調(diào)節(jié)W1使Rb回路總阻值等于設(shè)定值并連接好電路。 2、根據(jù)Rb取值和被測晶體管 值范圍計算出Uc的正常范圍，按照Uc的變化范圍在萬用表幫助下調(diào)節(jié)W2、W3到設(shè)定的上限UREF1與下限電壓UREF2 。 3、測量被測三極管的靜態(tài)直流電壓并記錄，判斷三極管是否處于放大狀態(tài)，如不是放大狀態(tài)則檢查電路是否連接有誤或Rb取值設(shè)計不當(dāng)，裝入一些已知直流 值的晶體三極管，驗證電路工作情況。,69,單限比較器：電路只有一個閾值電壓，輸入電壓uI逐漸增大或減小過程中，當(dāng)通過UT時，輸出電壓uO產(chǎn)生躍

4、變，從高電平UOH躍變?yōu)榈碗娖経OL，或者從UOL躍變?yōu)閁OH。 滯回比較器：電路有兩個閾值電壓，輸入電壓uI從小變大過程中使輸出電壓uO產(chǎn)生躍變的閾值電壓UT1，不等于從大變小過程中使輸出電壓uO產(chǎn)生躍變的閾值電壓UT2，電路具有滯回特性。 窗口比較器：電路也有兩個閾值電壓，輸入電壓uI從小變大或從大變小過程中使輸出電壓uO產(chǎn)生兩次躍變。,總 結(jié),70,比較器在最常用的簡單集成電路中排名第二，僅次于排名第一的運算放大器。在各類出版物中可以經(jīng)?？吹竭\算放大器的理論，關(guān)于運算放大器的設(shè)計和使用方法的圖書也非常多，可是我們卻很難找到關(guān)于比較器的理論研究，究其原因，比較器本身功能十分簡單，只用于比較

5、電壓。,在開環(huán)或高增益配置中用運算放大器代替比較器是十分常見的，雖然最好是使用專門優(yōu)化的比較器，但是用運算放大器代替比較器也是可的。 運算放大器是一種為在負反饋條件下工作設(shè)計的電子器件，設(shè)計重點是保證這種配置的穩(wěn)定性，壓擺率和最大帶寬等其它參數(shù)是放大器在功耗與架構(gòu)之間的折衷選擇；相反，比較器是為無負反饋的開環(huán)結(jié)構(gòu)內(nèi)工作設(shè)計的，這些器件通常不是通過內(nèi)部補償?shù)?，因此速度即傳播延遲以及壓擺率（上升和下降時間）在比較器上得到了最大化，總體增益通常也比較小。 用運算放大器代替比較器不會使性能得到優(yōu)化，而且功耗速度比將會很低。如果反過來，用比較器代替運算放大器，情況則會更壞。通常情況下比較器不能代替運算放大器，在負反饋條件下，比較器很可能會出現(xiàn)工作不穩(wěn)定的情況。 總之，可以說，比較器和運算放大器是不能互換的，低性能設(shè)計除外, 小資料, 小資料,71,電源電壓:比較器與運算放大器工作在同樣的電源電壓，傳統(tǒng)的比較器需要15V等雙電源供電或高達36V的單電源供電，這些產(chǎn)品在工業(yè)控制中仍有需求，許多廠商也仍在提供該類產(chǎn)品。 市場發(fā)展趨勢:目前大多數(shù)應(yīng)用需要比較器工作在電池電壓所允許的單電源電壓范圍內(nèi)，而且，比較器必須具有低電流、小封裝，有些應(yīng)用中還要求比較器具有關(guān)斷功能。例如MAXIM （美信）公司：MAX919比較器