篇信号发生电路部分.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第四篇,电子电路综合与应用,第一章 函数信号发生电路,一、基本比较器,利用运放的开环特性,A,-,+,v,s,v,o,v,o,v,s,V,om,+,V,om,-,理想,实际,0,过零比较器,电压比较器是指一种将输入信号与已知参考电压进行比较，并用输出电平的高、低来表示比较结果的功能电路。,同相过零比较器,单门限比较器,A,-,+,v,s,v,o,V,R,R,0,v,o,v,s,+V,Z,-V,Z,0,V,R,抗干扰差,滞回比较器,输入比较电压接反相端，,参考电压,在同相端，,输出与输入构成正反馈。,滞回比较器有同相输入和反相输入两种方式。,当,v,O,V,OH,时，称为,上触发电平,当,v,O,V,OL,时，称为,下触发电平,当 时，,当 时，,电压传输特性,（施密特触发器）,(+),(-),(-),反相输入,V,TH,和,V,TL,是比较器输出电平翻转的两个阈值电平。,输入和输出之间的关系用电压传输特性表示,由于其特性如同滞迟回线，故称滞迟比较器（或施密特触发器）,回差电压,如输入信号为三角波，,V,REF,为正参考电压，则输出是一个方波。,初始状态,为：,v,O,V,OH,在,v,O,V,OH,时,，,v,P,V,TH,。,只有当,v,S,上升到,V,TH,时，输出才跳变为低电平。,在,v,O,V,OL,时,，,v,P,V,TL,。,只有当,v,S,下降到,V,TL,时，输出才跳变为高电平。,回差电压,从滞回比较器电压传输特性可知，它有一个十分重要的特性：,回差特性,。,以同相滞回比较器为例，电路由低电平翻转到高电平所需的触发电平,V,TH,，和由高电平翻转到低电平所需的触发电平,V,TL,不一致,特性。这两个触发电平之差称,回差电压,（简称,回差,）。,回差特性,反相滞回比较器,同相滞回比较器,回差电压,回差是滞回比较器的固有特性，它的大小可以通过有关电阻调节。回差电压越大，电路越不易误触发，即抗干扰能力越强。,电压比较器是指一种将输入信号与已知参考电压进行比较，并用输出电平的高、低来表示比较结果的功能电路。,电源电压范围宽：515V或(2.,前面介绍的各种电压比较器都是由通用型运放构成的，工作速度较低，响应时间较长，且输出电平与数字电路TTL器件不兼容。,集电极输出，以正、负电源为参考,比较器翻转为低电平，vO2=VOL=-VZ。,这两个触发电平之差称回差电压（简称回差）。,这两个触发电平之差称回差电压（简称回差）。,射极输出，以正电源和地为参考,当vO+VZ时，输出电压vO通过R对电容C充电，电容电压vC以指数规律上升。,由于其特性如同滞迟回线，故称滞迟比较器（或施密特触发器）,在vOVOL时，vPVTL。,利用一阶RC电路电容电压的过渡过程计算（三元素法）可求振荡周期或频率。,电路中的R和C组成电容充放电回路，R0、Dz1、Dz2是输出电压的双向限幅电路，与运放、R1和R2构成反相滞回比较器电路。,当vOVOH时，称为上触发电平,改进电路（锯齿波发生电路）,同相滞回比较器,输入比较电压接同相端，参考电压在反相端，,输出与输入构成正反馈。,同相输入,三、窗口比较器和三态比较器,窗口比较器,当,v,S,V,RL,时,，,v,O1,=,V,OL,，,v,O2,=,V,OH,，,v,O,=,V,OH,；,当,v,S,V,RH,时,，,v,O1,=,V,OH,，,v,O2,=,V,OL,，,v,O,=,V,OH,；,当,V,RL,v,S,V,RH,时,，,v,O1,=,V,OL,，,v,O2,=,V,OL,，,v,O,=0；,三态比较器,D,2,导通，D,1,截止,时,D,2,截止，D,1,导通,时,D,2,截止，D,1,截止,时,四、集成电压比较器,前面介绍的各种电压比较器都是由通用型运放构成的，工作速度较低，响应时间较长，且输出电平与数字电路TTL器件不兼容。,集成电压比较器实质上是一种模拟电路与数字电路之间的接口电路。其优点是：,输入级与通用型运放相同，输出级与数字电路要求一致，多为集电极开路,(OC),或发射极开路,(OE),频带较宽，无需相位补偿,翻转速度较快,常带有可控制的选通端，当需要结果的时候，输出被选通；不需要的时候，比较器与外电路隔离。,LM311,型集成比较器,电源电压可以单组,+5V,，,也可,15V,，,适应范围宽。,输出与,TTL,或,CMOS,电平兼容；可以直接驱动多种负载（灯泡、继电器等）。,输入和输出都可以与系统地隔离，输出可以驱动以地为参考或以正、负电源为参考的负载。,功能框图与引脚,特点：,常用接线方式,集电极输出，以正、负电源为参考,集电极输出，以外接电源和地为参考,射极输出，以正电源和地为参考,应用举例,磁性传感器检测电路,继电器驱动电路,MC14574,（,CMOS,）,集成四电压比较器,与,CMOS,电路兼容，功耗低，输入阻抗高,电源电压范围宽：,515V,或,(2.57.5)V,转换速率快,功能框图与引脚,特点：,应用举例,单限比较器,双电源供电,单限比较器,单电源供电,施密特触发器,电压比较器是指一种将输入信号与已知参考电压进行比较，并用输出电平的高、低来表示比较结果的功能电路。,当 时，,集成电压比较器实质上是一种模拟电路与数字电路之间的接口电路。,当vO+VZ时，输出电压vO通过R对电容C充电，电容电压vC以指数规律上升。,当vOVOL时，称为下触发电平,这两个触发电平之差称回差电压（简称回差）。,该电路的三角波线性不好是主要的缺点，设想采用恒流充放电的积分电路来取代RC回路，则可得到线性优良的三角波。,当 时，,集成电压比较器实质上是一种模拟电路与数字电路之间的接口电路。,一、由集成运放组成的非正弦波发生器,电路中的,R,和,C,组成,电容充放电回路,，,R,0,、,D,z1,、,D,z2,是输出电压的双向限幅电路，与运放、,R,1,和,R,2,构成,反相滞回比较器电路,。,工作原理,当合上电源瞬间,，,v,C,0，假设输出为高电平（,v,O,+,V,Z,)。,当,v,O,-,V,Z,时,，电容,C,放电,，,v,C,下降。当降至下限触发电平,V,TL,时()，输出状态,翻转为高电平,，即,v,O,+,V,Z,。,当,v,O,+,V,Z,时,，输出电压,v,O,通过,R,对电容,C,充电,，电容电压,v,C,以指数规律上升。当升至反相滞回比较器的上限触发电平,V,TH,时()，输出状态,翻转为低电平,，即,v,O,-,V,Z,。,周而复始，得到方波和三角波。,振荡频率,f,利用一阶,RC,电路电容电压的过渡过程计算（,三元素法,）可求振荡周期或频率。,当 时，,改进电路（改善三角波的线性度）,该电路的三角波线性不好是主要的缺点，设想采用,恒流充放电,的,积分电路,来取代,RC,回路，则可得到线性优良的三角波。,积分器,同相滞回比较器,振荡原理定性说明：,合上电源瞬间，假定比较器输出为低电平，,v,O2,=,V,OL,=-,V,Z,。,积分器作正方向积分，,v,O1,线性上升，,随着上升，当 时，即,比较器翻转为高电平，,v,O2,=,V,OH,=+,V,Z,。,积分器又开始作负,方向积分，,v,O1,线性下降，,当 时，即,比较器翻转为低电平，,v,O2,=,V,OL,=-,V,Z,。,随着下降，,周期,改进电路（锯齿波发生电路）,这只要将积分器的正向和负向积分回路分开，并能调节正负方向积分的时间常数即可。,把,R,用下图代替,