滞回比较器的电压传输特性
uO1 UZ -UT
0
-UZ
UT
uo
• 分析积分电路的输入输出表达式
第8章 8 3
1 uo uo1 (t1 t 0) uo (t 0) R3C uo1
当uo1= +UZ时， uo表达式
R3
C
+
R5
A2
uo
1 uo UZ (t1 t 0) uo(t 0) R3C
UZ
-UZ
0 -UZ
t
[例2]
第8章 8.2
电路传输特性如图所示，已知uI波形画出uO波形。
9
uo
UT=±3V
uI
3 0 -3 9 0 -9
t
-3
0
3
uI
uo
-9
t
与单限比较器相比抗干扰能力较强。
[例3] 根据已知电压传输特性设计一个电压比较
器，要求所用电阻在20~100k之间。
第8章 8 2
UT2
ui
第8章 8 2
3. 滞回比较器
电路有两个阈值电压， 输入电压增加时使输出电 压跃变的阈值电压和输入 电压减小时使输出电压跃 变的阈值电压大小不一致。 具有滞回特性。 但输入电压朝一个方向变 化时，输出电压只变化一 次。
UT1 uO UOH 0 UT2 UOL ui
8.2.2 单限比较器
AD790及其基本接法
第8章 8 2
第8章 8 2
8. 3 非正弦波发生电路
几种常见的非正弦波:
矩形波
三角波
锯齿波
尖顶波
阶梯波
本节重点介绍前三种。
第8章 8 2
8. 3. 1 矩形波发生电路
矩形波发生电路是其他非正弦波发生电路的基础。
在矩形波发生电路的输入端外加积分电路就能获得三 角波，如积分电路某一方向的积分常数趋于零，就可得 到锯齿波。
8. 2 .4 窗口比较器
第8章 8 2
窗口比较器可以比较出输入电压是否在两个给 定电压之间。
第8章 8 2
8. 2 .4 集成电压比较器
集成电压比较器比集成运放的开环增益低，
失调电压大，共摸抑制比小；但响应速度快，传
输延迟时间短，一般不需要外加限幅电路就可以
驱动TTL、CMOS等数字集成电路。
UREF
R2 R1
第8章 8 2
ui 解：
uo
+
R3
A
UZ
uo
5V 0 -5V 2V
ui
由叠加原理得：
R1 R2 uN ui UREF R1 R 2 R1 R 2
令uN=up=0, 则：
R2 UT ui UREF 2V R1
第8章 8 2
ui
uo
5V
0 -5V
2V 0
第8章 8 2
三、输出电压在uI经过UT时的跃变方向
决定于uI作用于集成运放的哪个输入端。 当uI从反相端输入时： uI < UT，uo = UOH； uI > UT，uo = UOL 。 当uI从同相端输入时： uI < UT，uo = UOL； uI > UT，uo = UOH 。
[举例] 已知UZ = ±5V, R1 = R2=5k, UREF = -2V。 求UT值，对应输入电压波形, 画出uo波形。
uo
6
解： ui
根据传输特性可以判断出信号从同相端 输入, uo= ±6V, UT1 =3V ,UT2 = -3V。 R1
+
R A
uo
-3
0
3
ui
R2
±6V
-6
R2 R1 uP uI uO uN 0 R1 R 2 R1 R 2 R1 1 可选R1=50k R1 UT UZ 3V R 2 R2=100 k 2 R2
-
R
A R2 DZ
uo
+
由叠加原理：
±UZ
R2 R1 uP UREF UZ R1 R 2 R1 R 2
令uN= uP ，得：
R2 R1 UT UREF UZ R1 R 2 R1 R 2
第8章 8 2
电压传输特性:
R2 R1 UT UREF UZ R1 R 2 R1 R 2
当 UREF >0 且UREF > UZ 时：
uO 改变UREF的大小和极性， 传输特性将水平移动；改变稳 压管的稳压电压，传输特性将 在垂直方向变动。
UT2
0
UT1
ui
第8章 8 2
[例1] 电路传输特性如图所示，已知ui波形画出uo波形。
UZ
uo
ui
UT1 0 UT2 UT1
t
UT2
0
ui
uo
一、过零比较器 阈值电压等于0。 (1) 反相输入过零比较器
R
第8章 8 2
uo
UOM
0
ui
ui
-
+
A
uo
-UOM
uo
UOM
0 -UOM
(2) 同相输入过零比较器 R A
uo
ui
ui
+
第8章 8 2
输入限幅电路
为限制集成运放差模输 入电压，保护输入极， 加二极管限幅电路。 ui
R
ui
0.7v 0 -0.7v
二、波形分析
若忽略二极管导通电阻， 电位器滑动端移到最上端。 当uo1= +UZ时， uo表达式
UZ
t0 -UZ uO UT 0 -UT
uO1
t1
t2
t
1 uo UZ (t1 t 0) uo(t 0) R3C
当uo1= -UZ时， uo表达式
t
1 uo UZ (t 2 t1) uo(t1) ( R3 RW )C
限幅电路的稳压管可直接跨接在输出端和反相输入端 之间。 u
Dz
O
UZ
ui
R1
R2
+
A
uo
0
ui
DZ构成负反馈通路,运 放工作在线性区。
-UZ
优点： 1. Ui ´ 、Ii ´近似为零，保护了输入级；
2. 因未工作在非线性区，提高了输出电压的变化速度。
二、一般单限比较器
UREF
输入端外 加参考电 压UREF
UZ 0 -UZ uO
uO1
t
0
t
第8章 8 3
实际应用中，一般将方波发生器中RC充放电回 路由积分电路代替。滞回比较器和积分电路的输出 互为另一个电路的输入。
R4 A1 R3
+
uo1
C
-
R2
R5 R1
+
A2
uo
同相输入滞回比较器
积分电路
第8章 8 3
二、工作原理
• 分析滞回比较器的
输入输出关系
0 -UZ uO UT 0 -UT
t
t
8 . 3. 3 锯齿波发生电路 一、电路构成
第8章 8 3
在三角波发生电路中，使积分电路正向积分常数 远大于反向积分常数（或者相反），就可获得锯齿 波电压。 +
R4 A1 R2
uo1 R3
D1 RW D2 R5
C
+
A2
uo
R1
RW>>R3
第8章 8 3
t
-
+
A
uo
UOM
uo
0
t
-UOM
第8章 8 2
输出限幅电路
为满足负载的需要，通常在输出端加入稳压管限幅 电路，以得到合适的UOL和UOH 。
R1 R2
+
R3 A
uo
±UZ
ui
Dz
DZ是两只特性相同的稳压管反向串联。
UO= ± UZ = ± （UZ´+ UD ）
(稳压管的UZ ´为稳压电压， UD为正向导通电压。)
第8章 8 4
8.3.5 集成函数发生器简介
ICL8038是可以同时产生方波、三角波和正弦波的专 用集成电路。 ICL8038 的引脚图
uo作为滞回
比较器的 输入信号
-
R4 A1
uo1
+
R2
uo1 = ± UZ
R1
uo
R2 R1 R2 R1 uP1 uo uo1 uo UZ R1 R 2 R1 R 2 R1 R 2 R1 R 2
令 uP1= uN1=0 ，则：
R1 UT UZ R2
第8章 8 3
R1
同相输入端电位：
阈值电压：

R1 uP UZ R1 R 2
R1 UT UZ R1 R 2
电压传输特性： 当uI < -UT 时，存在 uN < uP ， 则uo = +UZ 。
只有当uI增大到+UT ，再增加一 个无穷小量， uo才会从+UZ跃 变到-UZ 。 当uI >+UT 时，存在uN>uP ，则
一、电路的构成及工作原理 电路构成: 电压比较器(提供矩形波输出的高、低电平。) RC延时电路(确定高、低电平的维持时间)。
由滞回比较器和RC电路组成的矩形波发生电路
设某时刻uo = +UZ， uP = +UT uo通过R3对C进行充电。 随着充电过程的进行,当 uN略超过+UT时, uo跃变 成-UZ , C通过R3放电。 当uN略低于-UT 时, uo跳 变成+UZ,C又开始充电。 周而复始，产生振荡。 uo