模拟电子技术基础—滞回比较器

模拟电子技术基础—滞回比较器模拟电子技术基础 滞回比较器原理分析及仿真实验 滞回比较器

大家好,欢迎来到IT知识分享网。

目录

#创作灵感#

1.集成运算放大器

2.稳压管

3.滞回比较电路工作原理

1)符号说明

2)电路分析

反馈网络

U+,U-输入分析

Uo输出分析

3)传输特性曲线

4)带稳压管的滞回比较电路

电路分析

传输特性曲线

4.仿真实验

仿真电路

输入曲线和输出曲线

传输特性曲线


#创作灵感#

近期复习关于模拟电子技术基础的相关知识,关于集成运算放大器的线性应用和非线性应用偶有所得,特在此记录对使用集成运算放大器构成滞回比较器(施密特触发器)的浅薄理解。

1.集成运算放大器

模拟电子技术基础—滞回比较器

上图(a)(b)分别为集成运算放大器(以下简称“集成运放”)的符号、集成运放的传输特性曲线。并且根据模拟电子技术基础的知识可知:

(1)u_{P}\approx u_{N}(虚短),i_{P} \approx i_{N} \approx 0(虚断)。

(2)当集成运放开环(无反馈网络结构)增益为:K_{od} \approx \infty,此时u_{o} = \pm u_{om}

进而可知当模拟电子技术基础—滞回比较器 u_{P}”>时,u_{o} = - u_{om};当u_{N} < u_{P}时,u_{o} = + u_{om}

2.稳压管

模拟电子技术基础—滞回比较器
(b)双向

模拟电子技术基础—滞回比较器
(a)单向

根据模拟电子技术基础中关于稳压管的知识可知:

模拟电子技术基础—滞回比较器

二极管电流-电压特性曲线

(1)当二极管电压达到稳压值Uz时,图中曲线很陡,说明流过二极管的电流在大小变化时,二极管两端的电压大小基本不变,在一定电压范围内,二极管的交流电阻很小。这就是稳压二极管的工作原理,稳压二极管利用的是二极管的反向工作特性。

(2)重要参数—稳定电压Uz:稳压管反向击穿后稳定工作时的电压值称为稳定电压。

因此对于图(a),当U>Uz时,稳压二极管两端电压U=Uz;对于图(b),记U = U_{up} - U_{down},若模拟电子技术基础—滞回比较器 Uz”>,则U = Uz,若U < -Uz,则U = -Uz

3.滞回比较电路工作原理

滞回比较电路(又叫:施密特触发器)的电路图如下:

模拟电子技术基础—滞回比较器

1)符号说明

Ui 表示输入电压,Uo表示输出电压,UR表示参考电压,U+、U-分别表示集成运放的同相输入电压和反相输入电压。

2)电路分析

反馈网络

电阻R1和R2构成电压串联正反馈,根据瞬时极性法,当Ui输入对地为+的信号后,进入集成运放的反相输入端,因此经过集成运放后,Uo(集成运放的6端口)处为对地为的信号,经过R2反馈到集成运放的同相输入端,故而 Uid = Ui – (-Uf),形成正反馈信号。

U+,U-输入分析

由于i_{P} \approx i_{N} \approx 0,因此 R3 两端压降为0,u_{i} = u_{-}

因为:i_{+}\approx 0,所以R1和R2串联分压,u_{+} = u_{R} = \frac{U_{o} R_{1}}{R_{1}+R_{2}}

Uo输出分析

u_{-} < u_{+}时,模拟电子技术基础—滞回比较器0″>,又因为存在正反馈,因此,反馈网络使得u_{o}不断升高,最终达到+u_{om}

模拟电子技术基础—滞回比较器 u_{+}”>时,u_{o}<0,又因为存在正反馈,因此,反馈网络使得u_{o}不断下降,最终达到-u_{om}

3)传输特性曲线

由上述分析可知u_{-} = u_{+}为分界点,并且u_{o}仅有两个值,+u_{om}-u_{om}。代入求得:

u_{o}=-u_{om}时,u_{i}=u_{th-}=\frac{-U_{om} R_{1}}{R_{1}+R_{2}};当u_{o}=+u_{om}时,u_{i}=u_{th+}=\frac{+U_{om} R_{1}}{R_{1}+R_{2}}

因此:

u_{i}从很小的值增加到u_{th-}时,u_{o}={+u_{om}},u_{i}继续增加到u_{th+},才有u_{o}={+u_{om}}突变到u_{o}={-u_{om}}

u_{i}从很大的值减小到u_{th+}时,u_{o}={-u_{om}},u_{i}继续减小到u_{th-},才有u_{o}={-u_{om}}突变到u_{o}={+u_{om}}

传输特性曲线如下:

模拟电子技术基础—滞回比较器

4)带稳压管的滞回比较电路

由于当集成运放输出\pm u_{om}时,其输出电压不可调节,做出改进,在输出电压处增加双向稳压管,使得电压输出变为\pm u_{Z},电路如下:

模拟电子技术基础—滞回比较器

电路分析

模拟电子技术基础—滞回比较器+u_{Z}”>时,稳压二极管上端电压(Uo)高于下端电压(接地),且大于正稳压值,因此稳压二极管限制输出电压为:u_{o}=+ u_{Z};当u_{o}=- u_{om}< -u_{Z}时,稳压二极管上端电压(Uo)小于下端电压(接地),且小于负稳压值,因此稳压二极管限制输出电压为:u_{o}=- u_{Z}

传输特性曲线

传输特性曲线如下:

模拟电子技术基础—滞回比较器

4.仿真实验

仿真电路

模拟电子技术基础—滞回比较器

其中U_{Z}=\pm 8.517V

输入曲线和输出曲线

模拟电子技术基础—滞回比较器

传输特性曲线

模拟电子技术基础—滞回比较器

免责声明:本站所有文章内容,图片,视频等均是来源于用户投稿和互联网及文摘转载整编而成,不代表本站观点,不承担相关法律责任。其著作权各归其原作者或其出版社所有。如发现本站有涉嫌抄袭侵权/违法违规的内容,侵犯到您的权益,请在线联系站长,一经查实,本站将立刻删除。 本文来自网络,若有侵权,请联系删除,如若转载,请注明出处:https://haidsoft.com/119682.html

(0)
上一篇 2025-11-03 19:15
下一篇 2025-11-03 19:20

相关推荐

发表回复

您的邮箱地址不会被公开。 必填项已用 * 标注

关注微信