U+= UTL
UTL
O
-Uom
ui 设ui , 当ui < UTL,
uo从-UOM +UOM
16
传输特性 uo
+Uom
UTH上阈值电压(门限电压） UTL下阈值电压 UTH - UTL称为回差
UTL
0
-Uom
UTH
ui
R1 UOM U TH R1 R 2 R1 UOM U L R1 R 2
R2
U TL
当uo= -UOM
R2 R1 R1 R 2 U OM UR R2 R2
R2 R1 ui U OM UR R1 R 2 R1 R 2
当uo= +UOM
R2 ui R1 R 2
R1 U OM UR R1 R 2
25
加上参考电压后的迟滞比较器(上行)传输特性： uo
t
T= T1 + T2 =2 T2， 因正反向充电条件一样T1 = T2。 T2阶段uC(t)的过渡过程方程为:
- t uC(t)=UC ()+ UC (0+) -UC () e ,=RC
33
周期与频率的计算： +UOM
uC
T2 RC ln( 1
2 R1 ) R2
UTH
0 UTL -UOM T1 T ,=RC T2
+
uo +UOM

+
uo
O -UOM
ui
+

+
uo
ui
uo
O -UOM
+UOM ui
9
用稳压管稳定输出电压
uo
ui
+

+
+UOM
uo
O -UOM
ui
ui
+

+ UZ
uo
uo
+UZ -UZ 忽略了UF
O ui
10
电压比较器的另一种形式： 将双向稳压管接在负反馈回路上
UZ
uo
ui
R
_ +

+
uo
R
ui
R1
－+ +
R2

uo
UTL
UOM
uo
UTH
0
-UOM
ui
27
如何构造一个方波发生器？
• 方波只有两个状态——高电平和低电平
– 需要用到电压比较器
• 方波能自动发生
– 输出的两种状态能自动切换，电路中需要引 入反馈。
• 输出方波需要周期变化
– 电路中要有延迟环节确定每种状态维持的时 间。
28
t
2 R1 ) T 2 RC ln( 1 R2
- t uC(t)=UC ()+ UC (0+) -UC () e UC (0+)= U
TL

R1 U R1 R 2

OM
UC ()=+UOM t=T2时, uC(t =T2)= U
TH
R1 U R1 R 2
OM
34
思考
17
例:设输入为正弦波, 画出输出的波形。 ui uo R UTH ui U+
R1
－+ +
R2
t
UTL
uo
Uom -Uom
18
t
加上参考电压后的迟滞比较器(下行) ： uo 传输特性 u o R ui +UOM
－+ +
R2
UR
R1
UTL
UTH
O
-UOM
ui
上下限：
U TH U TL
R2 R1 U OM UR R1 R2 R1 R2 R2 R1 U OM UR R1 R2 R1 R2
R －+ + R2

UOM UTH
0
uC
uo
uo
UOM
t
2.工作原理：
-UOM
0
t
(1) 设 uo = + UOM , 则：u+=UTH 此时，输出给C 充电, uC , 设uC初始值uC(0+)= 0 在 uc < UTH 时，u- < u+ , uo保持+UOM不变 一旦 uC > UTH , 就有 u- > u+ , uo 立即由＋UOM 变成－UOM
19
例题：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
UR
R
－+ +
R1 R2

uo
uo
传输特性
UTL UTH
O
ui
上下限阈值电压：
U TH
R2 R1 U R =10V U OM R1 R2 R1 R2
U TL
－+ +
R2
UTL
O
-UOM
UTH
ui
uo ui
UR
R1 R2 R
－+ +

uo
+UOM
UTL
UTH
O
UOM
22
ui
2.同相端输入的迟滞比较器(上行) 当u+> u- =0 时, uo= +UOM u o R ui
R1
－+ +
R2

当u+< u- =0时, uo= -UOM
u+=0 时翻转，可以求出 上下阈值电压。
3、当uo负饱和时(uo =-UOM) ：
R1 UOM U U+ R1 R 2
TL
15
迟滞比较器(下行)(续) ui
R
U+
R1
－+ +
R2

uo
设初始值: uo =+UOM , 设ui , 当ui > UTH , uo从+UOM -UOM
U+= UTH
uo
+Uom
这时, uo =-UOM , UTH
1
海南风光
思考
RF RF uo ui
ui
Rf RP
_ + +
Rf RP
+ -


同相比例放大器

+
uo
？？？
2
13.5 集成运放的非线性应用－电压比较器 所谓非线性应用是指：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。
3
回顾—— 稳压二极管
稳压二极管符号 稳压二极管特性曲线 I 稳定 正向同 电压 二极管 UZ U IZmin IZ IZmax 稳定 电流
39
电位器可动端位于b点， uo波形？ 电位器可动端位于c点， uo波形？ 电位器可动端位于a点， uo波形？
uo UOM 这是哪一种情况的波形？ t
uC C R1
RW

b
O - UOM
36
比较器应用举例—电子时间继电器
C
u i= -2V
R RP
- + +
uo1
ui2
+

+ +12V
uo2
UR=10V
第13章 集成运算放大器
13.5 电压比较器 13.5.1限幅器 13.5.2电压比较器 13.5.3 迟滞比较器 13.5.4 窗口比较器（自学） 此课件及“海南风光”封面属清华大学唐庆玉创作，如发现剽窃，必究法律责任！ 13.6 波形发生器 13.6.1方波发生器
此课件及“海南风光”封面属清华大学唐庆玉创作，如发现剽窃，必究法律责任！
ui
+

+
uo
+UOM
uo
-UOM
t
14
13.5.3 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.反相端输入的迟滞 比较器(下行)
1、因为有正反馈，所以输 出饱和。 2、当uo正饱和时(uo =+UOM) ：
ui
R
U+
R1
－+ +
R2

uo
R1 U+ UOM U H R1 R 2
• 想要得到占空比不为1/2的方波怎么办？
uo UOW 的中点，点 a 和点 c 是 b 的上方和下方的某点 。试定性画 出电位器可动端分别处于 a、b、c 三点 时的 uo 、uC 相对应的波形图。 D1 + D2 － + + R2 a c R uo
uo ui UR
UR为参考电压 +

+
+Uom
uo O
-Uom
UR
ui
电压传输特性
7
电压比较器(续) 若ui从反相端输入 UR ui
+

+
当ui < UR时 , uo = +UOM
uo 当u >U 时 , u = -U OM i R o uo
+Uom
电压传输特性
-Uom
0
UR
ui
8
电压比较器(续) 过零比较器: 当UR =0时 ui
加大R
微型继电器
10V
uo1
+UOM
uo2
-UOM