6.2.1 电压比较器

6.2.2 方波发生电路

6.2 非正弦信号发生电路

6.2.3 8038集成函数波形发生器

6.2.1 电压比较器 (Comparer)

一、单值电压比较器

功能：将被测试信号与标准信号进行比较，产生开关量电压信号去实现控制动作。

1. 电路和工作原理

8uSuO

UREF

u–

u+O uI

uO

UREF

+UOM

UOM

对于理想运放： 当 uId = u– – u+ = uS –UREF < 0 时， uO= + UOM

当 uId = u– – u+ = uS –UREF > 0 时， uO= – UOM

当 UREF = 0 时， 为过零比较器。

当 UREF < 0 时， 电压传输特性如虚线所示。

2. 阈值电压 (门槛电压 ) UT — 比较器从一个电平跳变到另一个电平时所对应的输入电压。

O uI

uO

UREF

+UOM

UOM

UT = UREF

3. 具有限幅措施的比较器

8uS uO

UREF

R1

R2

R3

输入限幅

输出限幅

R1、 R2为输入平衡电阻和二极管限流电阻

R3为稳压管限流电阻

比较器中运放工作的特点：(1) 工作在非线性区；(2) 不存在虚短 (除 uI = UREF

时 ) ；(3) 存在虚断。

4. 单值比较器的应用 应用：波形变换、整形、电平检测等。例如：过零比较器用作波形变换。

1.工作原理和阈值电压二、迟滞比较器

uI R1

R2

8

UREF

R3

UOM

uu––

uu++

uO

正反馈

32

3OM

32

2REFT RR

RU

RR

RUU

当 uI > u+ 时， uO = UZ

当 uI < u+ 时， uO = +UZ

当 uI = u+ 时， 状态翻转

32

3OM2REFT RR

RURUU

32

3OM2REFT RR

RURUU

1.工作原理和阈值电压二、迟滞比较器（施密特触发器）

uI R1

R2

8

UREF

R3

UOM

uu––

uu++

uO

32

3OM2REFT RR

RURUU

32

3OM2REFT RR

RURUU

10 k500

= 1V470

= 10 V

V43.15.010

5.010101

V48.05.010

5.010101

2.传输特性

特点：

OuI

uO

UT+UT

UZ

UZ 当 uI 逐渐增大时

只要 uI < UT+ ，则 uO = UOM

一旦 uI > UT+ ，则 uO = UOM

当 uI 逐渐减小时

只要 uI > U T ，则 uO = UZ 一旦 uI < UT ， 则 uO = UZ

上限阈值电压

下限阈值电压

U = UT+ UT

U 回差电压

uI 上升时与上门限比 ,

uI 下降时与下门限比。

uI R1

R2

8

UREF

R3

UOM

uu––

uu++

uO

3.迟滞比较器的应用

抗干扰

O

uI

ttUT–

UT+

UOM

– UOM

O tt

整 形

O

uI

tt

UT+

UT–

O

uO

tt

UOM

–UOM

uO

uI R1

R2

8

UREF

R3

UOM

uu––

uu++

uO

6.2.2 方波发生电路 一、 工作原理和振荡波形

R1

C

8

R2

R3

UZ

uO

R

积分电路 迟滞比较器

UZ

uO uC

tUT+

UT-

UZ

二、 振荡频率的计算

UZ

uO uC

t

UT+

UT-

UZ

t1 t2

TL TH

CR

t

euuutu 1)]0()([)()( CCCC

)()(

)0()(ln

CC

CC1 tuu

uuCRt

32

3Z1CC )()0(

RR

RUtuu

放电初值

32

3Z2CC )()(

RR

RUtutu

放电终值

ZC )( Uu

12L ttT )2

1ln(2

31L R

RCRT

LH TT )2

1ln(222

31L R

RCRTT

718.212

3 eR

R若取 CRT 12则

CRTf

1

5.01

三、 占空比可调的矩形波发生器

方波占空比 ： %50H T

Tq

不计二极管导通电压， )2

1ln()2(2

3P1 R

RCRRT

6.2.3 8038集成函数波形发生器

CC32 V

CC31 V

> I01

电子 开关 SS

一、原理

1111

88

+VCC

R

R

R

R

S

C

I01

I02

uC

66

99

33

22

VEE

或地

Q1010

Q

反相器

电压跟随器

正弦波变换器

6.2.3 8038集成函数波形发生器一、原理

电子 开关 SS

5SV

设 VS = VCC + VEE = 2VCC

CC3

1V

3CCV

当 Q = 0， S 断开，

C 充电 (I1) 至1/3VCC

Q = 1 当 Q = 1， S 闭

合，C 放电 (I3 I1) 至 –1/3VCC

Q = 0

当 I3 = 2I1 ，引脚 9 输出方波，引脚 3 输出三角波； 当 I3 < 2I1 ， 引脚 9 输出矩形波，引脚 3 输出锯齿波。

二、典型应用及参数计算1.三角波上升和下降时间调节方式

3CCV

3CCV

1

C1 I

uCt

上升即电容充电时间 t1：

1

S1 5

1

R

VI

下降即电容放电时间 t2：13

C2 II

uCt

2

S3 5

2

R

VI

调节 R1、 R2 则改变充、放电时间。

2.压控音频振荡器

调频率