任意電平比較器
發(fā)布時(shí)間:2013/10/17 19:43:27 訪問次數(shù):3695
參考電平不是零的比較器,ADP-2-1即為任意電平比較器。將圖4.3.2(a)所示電路中同相輸入端的接地點(diǎn)斷開,接上任意值的參考電壓,即構(gòu)成任意電平比較器。圖4.3.3(a)所示為任意電平比較器的另一接法。由圖可見,集成運(yùn)放的同相輸入端通過電阻R7接地,存在“虛斷”,則Vp=O。因此,當(dāng)輸入電壓Vi變化使反相輸入端的電位VN一0時(shí),輸出端的電平將發(fā)生跳變。根據(jù)疊加定理可求該電路的閾值電壓。
式(4.3.2)的輸入電壓即為閾值電壓。在參考電壓V RE大于零的情況下,該電路電壓傳輸特性曲線如圖4.3.3(b)所示。
電壓比較器除用于比較輸入電壓和參考電壓的大小關(guān)系外,通常還用來做波形變換電路,將輸入的交變信號(hào)變換成矩形信號(hào)輸出。
設(shè)計(jì)一監(jiān)控報(bào)警器,要求被檢測(cè)信號(hào)Vi達(dá)到某一預(yù)定極限值Ⅵ。時(shí)發(fā)出報(bào)警信號(hào)。
解:該監(jiān)控報(bào)警器可用圖4.3.4的電路實(shí)現(xiàn)。定的極限電壓VI,為參考電壓,當(dāng)檢測(cè)信號(hào)u.<VI.時(shí),輸出u。為負(fù),輸出端接的綠色發(fā)光二極管( LED)導(dǎo)通發(fā)光,表示可未達(dá)到極限值;當(dāng)u>VI.時(shí),輸出為正,輸出端接的紅色發(fā)光二極簪( LED)導(dǎo)通發(fā)光,發(fā)出越限報(bào)警信號(hào),表示被檢測(cè)信號(hào)u.已超過極限值。
在實(shí)際應(yīng)用中,單門限電壓比較器具有電路簡(jiǎn)單,靈敏度高等優(yōu)點(diǎn),但存在的主要問題是抗干擾能力差。例如,在過零檢測(cè)器中,若輸入正弦電壓上疊加了噪聲和干擾,則由于零值附近多次過零,輸出端就會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)誤階躍,在高低兩個(gè)電平之間反復(fù)地跳變,如圖4.3.5所示,如果在控制系統(tǒng)中發(fā)生這種情況,將對(duì)執(zhí)行機(jī)構(gòu)產(chǎn)生不利的影響。
為了解決上述問題,可以采用遲滯比較器。將比較器的輸出電壓通過反饋網(wǎng)絡(luò)加到同相輸入端,形成正反饋回路,如圖4.3.6所示,通常將這種電路稱為遲滯比較器,又稱施密特觸發(fā)器。
參考電平不是零的比較器,ADP-2-1即為任意電平比較器。將圖4.3.2(a)所示電路中同相輸入端的接地點(diǎn)斷開,接上任意值的參考電壓,即構(gòu)成任意電平比較器。圖4.3.3(a)所示為任意電平比較器的另一接法。由圖可見,集成運(yùn)放的同相輸入端通過電阻R7接地,存在“虛斷”,則Vp=O。因此,當(dāng)輸入電壓Vi變化使反相輸入端的電位VN一0時(shí),輸出端的電平將發(fā)生跳變。根據(jù)疊加定理可求該電路的閾值電壓。
式(4.3.2)的輸入電壓即為閾值電壓。在參考電壓V RE大于零的情況下,該電路電壓傳輸特性曲線如圖4.3.3(b)所示。
電壓比較器除用于比較輸入電壓和參考電壓的大小關(guān)系外,通常還用來做波形變換電路,將輸入的交變信號(hào)變換成矩形信號(hào)輸出。
設(shè)計(jì)一監(jiān)控報(bào)警器,要求被檢測(cè)信號(hào)Vi達(dá)到某一預(yù)定極限值Ⅵ。時(shí)發(fā)出報(bào)警信號(hào)。
解:該監(jiān)控報(bào)警器可用圖4.3.4的電路實(shí)現(xiàn)。定的極限電壓VI,為參考電壓,當(dāng)檢測(cè)信號(hào)u.<VI.時(shí),輸出u。為負(fù),輸出端接的綠色發(fā)光二極管( LED)導(dǎo)通發(fā)光,表示可未達(dá)到極限值;當(dāng)u>VI.時(shí),輸出為正,輸出端接的紅色發(fā)光二極簪( LED)導(dǎo)通發(fā)光,發(fā)出越限報(bào)警信號(hào),表示被檢測(cè)信號(hào)u.已超過極限值。
在實(shí)際應(yīng)用中,單門限電壓比較器具有電路簡(jiǎn)單,靈敏度高等優(yōu)點(diǎn),但存在的主要問題是抗干擾能力差。例如,在過零檢測(cè)器中,若輸入正弦電壓上疊加了噪聲和干擾,則由于零值附近多次過零,輸出端就會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)誤階躍,在高低兩個(gè)電平之間反復(fù)地跳變,如圖4.3.5所示,如果在控制系統(tǒng)中發(fā)生這種情況,將對(duì)執(zhí)行機(jī)構(gòu)產(chǎn)生不利的影響。
為了解決上述問題,可以采用遲滯比較器。將比較器的輸出電壓通過反饋網(wǎng)絡(luò)加到同相輸入端,形成正反饋回路,如圖4.3.6所示,通常將這種電路稱為遲滯比較器,又稱施密特觸發(fā)器。
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