R
－

+
uo
+
ui
R1
R2
加上参考电压后的 上行迟滞比较器
§3 窗口比较器
窗口比较器的电路如图，电路由两个幅度比较器 和一些二极管与电阻构成。
设R1 =R2，则有：
VL
=
(VCC 2VD )R2 R1 R2

1 2
(VCC
2VD )
VH = VL 2VD
当vI＞VH时，vO1为高电平，D3导通；vO2为低 电平, D4截止，vO= vO1。
U
R
UL


R1 R1 R2
U om

R2 R1
Uom
UL
0
-Uom
－

+
uo
+
R2
UH
ui
例：R1=10k，R2=20k ，UOM=12V， UR=9V 当输入 ui 为如图所示的波形时，画出输出 uo的波形。
ui
R
－

+
+
uo ui 10V
5V
UR
R1
R2
当vI＜ VL时，vO2为高 电平，D4导通；vO1为低 电平，D3截止，vO= vO2
当VH ＞vI＞ VL时， vO1为低电平，vO2为低电 平 ， D3 、 D4 截 止 ， vO 为 为低电平。
§4 方波发生器
一、电路结构
– uc + R
C
－ +

+
R1
下行的迟滞比较器，
输出经积分电路再 uo 输入到此比较器的
§1 简单电压比较器
一、若ui从同相端输入
ui

+
UR – + uo
uo
+Uom
ui
0
UR
UR：参考电压 ui ：被比较信号
-Uom 传输特性
特点：运放处于开环状态。
当ui > UR时 , uo = +Uom
当ui < UR时 , uo = -Uom
二、 若ui从反相端输入 uo
UR

+
ui
+ uo
– uc + R
C
－ +

+
R1
此时，C 经输出端放电。
uc
UH
uo
t
R2
UL
uc降到UL时，uo上翻。
当uo 重新回到＋UOM 以后，电路又进入另一个 周期性的变化。
– uc + R
uc UH
C
－ +

+
R1
0
uo
UL
t
uo
R2
UOM
输出波形：
t
0
- UOM
T
0
t
根据传输特性画输出波形图。 ui
10V
门限电压：
5V
2V0
t
UH

R1 R1 R2
U om

R2 R1 R2
UR
10 V
uo
+UOM
UL


R1 R1 R2
U om

R2 R1 R2
UR

2V
0
t
-UOM
3、上行迟滞比较器
R
－

+
uo
+
ui
R1
R2
没加参考电压的 上行迟滞比较器
反相输入端。
上下门 限电压：
R2
UH

R1
R1 R2
U
om
UL


R1 R1 R2
U om
二、工作原理
– uc + R
uc
U+H
C
－

+
+
uo
R1
0
uo
t
UOM
R2
t
1. 设 uo = + UOM
则：u+=UH
0 -UOM
此时，输出给C 充电
Uc上升到UH时，uo下翻。
2. 当uo = -UOM 时， u+=UL
比较器的功能是比较两个电压的大小。 常用的幅度比较电路有电压幅度比较器、窗 口比较器和具有滞回特性的施密特触发器。这些 比较器的阈值是固定的，有的只有一个阈值，有 的具有两个阈值。
比较器的基本特点为：
工作在开环或正反馈状态。 开关特性，因开环增益很大，比较器的输出只有高 电平和低电平两个稳定状态。 非线性，因大幅度工作，输出和输入不成线性关系。
分别称UH和UL上下门限电压。称(UH - UL)为回差或门限宽度。
例：下行迟滞比较器的
ui
输入为正弦波时， 画出输出的波形。
UH
t
UL
ui
R
－

+
+
uo
ui
Uom
t
R1
R2
-Uom
2. 加上参考电压后的下行迟滞比较器
加上参考电压后的上下限：
ui R
UH

R1
R1 R2
U
om

R1
R2 R2
+Uom
t
-Uom
§2 施密特触发器－迟滞比较器
特点：电路中使用正反馈， 运放处于非线性状态。
1. 没加参考电压的下 行迟滞比较器
ui
R
－

+
+
uo
R1
R2
U+
参考电压由
输出电压决定
分析
1. 因为有正反馈，所以 输出饱和。
2. 当uo正饱和时(uo =+UOM)
U

R1 R1 R2
U om
UH
+Uom
0
UR
ui
-Uom
当ui < UR时 , uo = +Uom 当ui >UR时 , uo = -Uom
三、过零比较器: (UR =0时) uo
ui

+
+UOM
+ uo
0
ui

+
+ uo ui
-UOM uo
+UOM
0
ui
-UOM
例：利用电压比较器将正
ui
弦波变为方波。
t
ui

+
+ uo
uo
运放的非线性应用电路－ 比较器
非线性应用：是指由运放组成的电路处于非线性状 态，输出与输入的关系 uo=f( ui ) 是非线性函数。
确定运放工作区的方法：判断电路中有无负反馈。
若有负反馈，则运放工作在线性区； 若无负反馈，或有正反馈，则运放工作在非线性区。
处于非线性状态运放的特点： 1. 虚短路不成立。 2. 输入电阻仍可以认为很大。 3. 输出电阻仍可以认为是0。
3. 当uo负饱和时(uo =–UOM)
U


R1 R1 R2
Uom
UL
UH

R1
R1 R2
U om
UL


R1 R1 R2
U om
ui
R
－ +

+
R1
R2
uo
传输特性： uo
Uom
UL
0
UH
u
当ui 增加到UH时，输出 由Uom跳变到-Uom；
-Uom
当ui 减小到UL时，输出 由-Uom跳变到Uom 。