第五章 §5.4.4比较器习题
（一）考核内容
1．掌握集成运放电路的计算。
*5.4.4比较器
由于实际运算放大器的技术指标接近理想化的条件，因此在分析时用理想运算放大器代替实际放大器所引起的误差并不严重，在工程上是允许的。后面对运算放大器都是根据它的理想化条件来分析的，把运算放大器看成为“理想运算放大器”。 表示输出电压与输入电压之间关系的特性曲线称为传输特性，如图5.7所示。从运算放大器的传输特性看，可分为线性区和非线性区。 图5.7 理想运算放大器传输特性
1、线性区
线性区条件：电路引入负反馈
【说明】判断反馈极性 — 采用瞬时极性法
正负号的标注规则：.对川口成型机炮筒原理集成运放而言， uO与u-极性相反， uO与u+极性相同。
【例题1】运算放大器如图所示，电路引入负反馈，（Rf为电压并联负反馈），则运算放大器工作在线性区。
运算放大器工作在线性区时，两个重要特性：
（1）理想运放的同相输入端与反相输入端的电位相等，即 u+= u-
（2）理想运放的输入电流等于零，即 i+ ＝i-＝0
2、非线性区
非线性区条件：电路没有引入负反馈（电路开环）或引入正反馈。
【例题2】运算放大器如图所示，电路没有引入负反馈，电路开环，则理想运放工作在非线性电动区，电压比较器中的集成运放通常工作在非线性区。
*2.1、理想运放工作在非线性区特点：
当运算放大器工作在非线性区时，输出电压uo 与输入差摸电压（u+ - u－）不满足是线性关系，输出电压uo只有两种可能：
2.1.1反相输入时：
当 u- >u+ 时，uO = -UOM 最大输出电压为负值；
当 u- <u+ 时, uO = +UOM 最大输出电压为正值。
2.1.2同相输入时：
当 u+ >u- 时，uO =-+ UOM 基因测序仪 最大输出电压为正值；
当 u+<u- 时, uO = - UOM 最大输出电压为负值。
【注】+UOM为正向饱和输出电压；-UOM为负向饱和输出电压，分别接近于集成运放正电源电压(+UCC)和负电源电压(-UCC)。
2.2、运算放大器工作在非线性区时，两个输入端的输入电路流也为零。
*3、比较电路：电压比较器，过零比较器
（1）、电压比较器中的集成运放通常工作在非线性区。电压比较器的功能是对两个输入电
压（防跌倒手环u- ，u+）的大小进行比较，并根据比较结果输出高、低两个电平。由于比较器输出只有两个状态，因此，用作比较器的运放将工作在开环或正反馈的非线性状态。
电压比较器的电路符号：
（2）、电压比较器的基本特性：输出 高电平(UoH)和低电平(UoL)
用运放构成的比较器，其输出的高电平UoH和低电平UoL可分别接近于正电源电压(+UCC)和负电源电压(-UCC)。
*4、过零比较器，当参考电压为零时（u- ，u+其中一个为0），则为过零比较器。
分为反相过零比较器和同相过零比较器。
（1）反相过零比较器：参考电压为零， 输入信号ui加在反相端，参考电压ur 加在同相端。
（2）同相过零比较器：参考电压为零， 输入信号ui加在同相端，参考电压ur 加在反相端。
*4.1反相过零比较器
【例题3】如图所示，已知输入波形，画出输出波形。
参考电压为零， 输入信号ui加在反相端，参考电压ur 加在同相端，则为反相过零比较器。
当ui > 0 ， uo=-UCC =UOL 负电源电压(-UCC)，当ui < 液态金属机器人0， uo=+UCC =UOH 正电源电压(+UCC)
该电路将不规则的输入波形整形成规则的矩形波。
*4.2同相过零比较器
【例题4】如图所示，已知输入波形，画出输出波形。
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参考电压为零， 输入信号ui加在同相端，参考电压ur 加在反相端，则为同相过零比较器。
当ui >0 ， uo=UOH 正电源电压(+UCC)
当ui <0 ， uo=UOL 负电源电压(-UCC)
§5.4.4比较器测试题
一、填空题
1、从运算放大器的传输特性看，可分为 和非线性区。
2、运算放大器工作在线性区条件是：电路
3、运放工作在非线性区的条件是：电路 。
4、电压比较器中的集成运放通常工作在 区。
*5、过零比较器，当参考电压为零时，则为过零比较器。分为反相过零比较器和同相过零比较。
*6、反相过零比较器：参考电压为零， 输入信号ui加在 端，参考电压ur 加在同相端。
*7、同相过零比较器：参考电压为零， 输入信号ui加在 端，参考电压ur 加在反相端。
二、综合题
*1、如图所示，已知输入波形，画出输出波形。
*2、将正弦信号[图5.19 (b)]加到图5.19 (a)所示的电路输入端，试在图（c)中画出输出电压的波形。
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