过零比较器电路的用途_过零比较器原理介绍

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  过零比较器原理

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  图5-1电压比较器

  如图5-1所示的电压比较器电路,参考电压VREF可以是正值也可以是负值。当VREF=0,则输入电压Vi每次过零时,输出电压就要产生跳变。这种比较器称为过零比较器。

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  当输入信号Vi为一正弦波时,Vi每过零一次,比较器的输出Vo将产生一次电压跳变,输入Vi,输出Vo,经RC微分电路后的输出Vo’如下图所示:

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  图5-3输入Vi,输出Vo,经RC微分电路后的输出Vo’波形图

  过零比较器作用

  过零比较器就是翻转阈值为零的比较器。无工作区域之说,比较器实质就是开环状态工作的误差放大器,以阈值为界,小于阈值则输出一个逻辑,大于则输出与刚才相反的逻辑,达到区分比较结果的目的。至于是不是单值要看是否有迟滞量存在。

  过零比较器电路分析

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  1)R11作为上拉电阻,作用不大,取值范围很宽,当运放使用LM358的时候,不用也可以。不过,有些比较器是集电极开路的,当使用集电极开路的比较器的时候,这个上拉电阻是必须的。

  2)运算放大器组成一个施密特触发器(也叫做滞回触发器),使触发信号有一个滞回,从而使触发后能够可靠翻转,避免小的干扰信号造成触发器误动作。R10叫做滞回电阻,也可以称作正反馈电阻。

  由于有了R10,电路才有了滞回特性。调节R10的大小,可以调节滞回的深浅。当R10无穷大(开路)的时候,电路就失去了滞回特性,从而变成了一个单纯的比较器。

  为了更好地说明R10的作用,我们假定VCC是10伏。那么,当没有R10的时候(R10开路),输入到2脚的电压低于5负的时候,1脚输出为高电平。2脚高于5伏的时候,1脚输出低电平。这里没有滞回特性。运放就是作为一个比较器。如果在5伏左右,有一个零点几伏的干扰信号叠加进来,就会使比较器产生误动作,频繁地来回翻转。

  过零比较器特点

  由于集成运放的净输入电压和净输入电流均近似为零,从而保护了输入级;

  由于集成运放并没有工作到非线性区,因而在输入电压过零时,其内部的晶体管不需要从截止区逐渐进入饱和区,或从饱和区逐渐进入截止区,所以提高了输出电压的变化速度。

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