第3章电压比较器、弛张振荡器及模拟开关3.1电压比较器3.1.1电压比较器的基本特性电压比较器的功能是比较两个输入电压的大小，据此决定输出是高电平还是低电平。高电平相当于数字电路中的逻辑“1”，低电平相当于逻辑“0”。比较器输出只有两个状态，不论是“1”或是“0”，比较器都工作在非线性状态。注意：在运算电路中所使用的“虚地”概念在非线性条件下不满足；只在临界状态时才可使用。第3章电压比较器、弛张振荡器及模拟开关uiur££«CUCC£UEEuo0uiuourUoHUoL鉴别不灵敏区(a)(b)图3.1.1电压比较器的符号及传输特性第3章电压比较器、弛张振荡器及模拟开关1.高电平(UoH)和低电平(UoL)电压比较器可以用运放构成，也可用专用芯片构成。用运放构成的比较器，其高电平UoH可接近于正电源电压(UCC)，低电平UoL可接近于负电源电压(-UEE)。专用比较器的输出电平一般与数字电路兼容，即UoH＝3.4V左右，UoL＝－0.4V左右。2.鉴别灵敏度在实际电路中，集成运放和专用比较器芯片的Aud不为无穷大，ui在ur附近的一个很小范围内存在着一个比较器的不灵敏区。如图3.1.1(b)中虚线所示的输入电压变化范围，在该范围内输出状态既非UoH，也非UoL，故无法实现对输入电平大小进行判别。Aud越大，则这个不灵敏区就越小，工程上称比较器的鉴别灵敏度越高。第3章电压比较器、弛张振荡器及模拟开关3.转换速度转换速度是比较器的另一个重要特性，即比较器的输出状态产生转换所需要的时间。通常要求转换时间尽可能短，以便实现高速比较。比较器的转换速度与器件压摆率SR有关，SR越大，输出状态转换所需的时间就越短，比较器的转换速度越高。第3章电压比较器、弛张振荡器及模拟开关3.1.2电压比较器的开环应用––简单比较器1.过零比较器令参考电平ur=0。若Ui＞0，uo=UoL若Ui＜0，uo=UoH这种电路可做为零电平检测器。该电路也可用于“整形”，将不规则的输入波形整形成规则的矩形波。问题：若参考电平ur≠0。而是接参考电压UREF，输出波形会有什么样的变化？第3章电压比较器、弛张振荡器及模拟开关图3.1.2过零比较器及脉宽调制器输出波形(a)过零比较器整形波形；(b)脉宽调制器输出波形第3章电压比较器、弛张振荡器及模拟开关第3章电压比较器、弛张振荡器及模拟开关【例3.1.1】电路及输入信号波形分别如图3.1.3(a)、(b)所示，其中C为交流耦合电容，试分别画出和的波形图。iu1ou2ou第3章电压比较器、弛张振荡器及模拟开关3.1.3迟滞比较器––正反馈比较器––双稳态触发器1.简单比较器应用中存在的问题一是输出电压转换时间受比较器翻转速度（压摆率SR）的限制，导致高频脉冲的边缘不够陡峭(如图3.1.5(a)所示)；二是抗干扰能力差，如图3.1.5(b)所示，若ui在参考电压ur(=0)附近有噪声或干扰，则输出波形将产生错误的跳变，直至ui远离ur值才稳定下来。如果对受干扰的uo波形去计数，计数值必然会多出许多，从而造成极大的误差。第3章电压比较器、弛张振荡器及模拟开关图3.1.5简单比较器输出波形边缘不陡峭及受干扰的情况(a)输出波形边缘不陡峭(b)受干扰情况第3章电压比较器、弛张振荡器及模拟开关2.迟滞比较器电路及传输特性为了解决以上两个问题，可将比较器设置两个阈值，只要干扰信号不超过这两个阈值，比较器就不会跳变，从而提高比较器的抗干扰能力。利用这种思想设计出来的电压比较器称为迟滞比较器，或称施密特触发器。电路是在简单比较器基础上增加了正反馈电路实现的。正反馈也加快了翻转速度。第3章电压比较器、弛张振荡器及模拟开关211RRRUUFof正OHrHURRRU2111)反向输入的迟滞比较器R2将uo反馈到运放的同相端与R1一起构成正反馈，其正反馈系数F为上门限电压下门限电压OLrLURRRU211第3章电压比较器、弛张振荡器及模拟开关该电路传输特性分析：因为信号加在运放反相端，所以ui为负时，uo必为正，且等于高电平UoH=UCC。此时，同相端电压(U+)为参考电平Ur1:CCoHoHfrURRRURRRUFUU21121111正(3.1.2)当ui由负逐渐向正变化，且ui=Uf=Ur1时，输出将由高电平转换为低电平。我们称uo从高到低所对应的ui转换电平为上门限电压，记为UTH。即C...
