安森美半导体TL331通过正反馈增加滞回的比较器完美解决振荡问题
安森美半导体TL331通过正反馈增加滞回的比较器
完美解决振荡问题
?比较器看起来相当简单。它们比较两个信号电压，并相应地设置输出高电平或低电平。然而，如果两个输入信号电压非常接近，即使输入信号上的一点噪声也会导致输出在高低逻辑电平之间振荡。增加滞回是解决这个问题最简单的方法。
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?迟滞是指当系统输出时取决于它以前的状态。当增加滞回到比较器中时，高边开关阈值设置得越高，低边开关阈值设置得越低。也许您没有注意到这本质上是空调恒温器工作的原理。让我们花时间想一想，如果恒温器没有滞回：在最小的温度波动时，空调可能每隔几秒钟会循环开关，这将是噪声，低能效，并对空调产生负担。增加滞回到空调恒温器中，使系统能更高效地工作。
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滞回比较器
第一部分 模拟电子课程设计
目录 1 课程设计的目的与作用 (1) 1.1设计目的、主要任务及设计思想 (1) 1.2设计作用 (1) 1.2.1滞回比较器 (1) 1.2.2双限比较器 (1) 2 设计任务及所用multisim软件环境介绍 (1) 2.1设计任务 (1) 2.2 Multisim软件环境介绍： (2) 3 电路模型的建立 (2) 3 .1滞回比较器 (2) 3 .2双限比较器 (2) 4 理论分析及计算 (3) 4 .1滞回比较器理论分析及计算 (3) 4 .2双限比较器 (4) 5 仿真结果分析 (5) 5 .1滞回比较器 (5) 5 .2双限比较器 (5) 6 设计总结和体会 (6) 7 参考文献 (6)
1 课程设计的目的与作用 1.1设计目的、主要任务及设计思想 根据设计要求完成对滞回比较器和双限比较器的设计，进一步加强对模拟电子技术的理解。了解比较器的工作原理，掌握外围电路设计与主要性能参数的测试方法。 1.2设计作用 1.2.1.滞回比较器：又称施密特触发器，其抗干扰能力强，如果输入电压受到干扰或噪声的影响，在门限电平上下波动，而输出电压不会在高、低两个电平间反复的跳动。 1.2.2.双限比较器：在实际工作中，有时需要检测输入模拟信号的电平是否处在两个给定的电平之间，此时要求比较器有两个门限电平，这种比较器称为双限比较器。 2设计任务及所用multisim软件环境介绍 2.1设计任务 初步了解和掌握滞回比较器和双限比较器的设计、调试过程，能进一步巩固课堂上学到的理论知识，了解滞回比较器和双限比较器的工作原理
2.2 Multisim软件环境介绍 Multisim是美国国家仪器（NI）有限公司推出的以Windows为基础的仿真工具，适用于板级的模拟/数字电路板的设计工作。它包含了电路原理图的图形输入、电路硬件描述语言输入方式，具有丰富的仿真分析能力。 3 电路模型的建立 3.1.滞回比较器 图3.1 3.2.双限比较器
放大电路中的反馈-习题及解答
放大电路中的反馈 习题 6.1选择合适的答案填入空。 （1）对于放大电路，所谓开环是指。 A．无信号源B．无反馈通路 C．无电源D．无负载 而所谓闭环是指。 A．考虑信号源阻B．存在反馈通路 C．接入电源D．接入负载 （2）在输入量不变的情况下，若引入反馈后，则说明引入的反馈是负反馈。 A．输入电阻增大B．输出量增大 C．净输入量增大D．净输入量减小 （3）直流负反馈是指。 A．直接耦合放大电路中所引入的负反馈 B．只有放大直流信号时才有的负反馈 C．在直流通路中的负反馈 （4）交流负反馈是指。 A．阻容耦合放大电路中所引入的负反馈 B．只有放大交流信号时才有的负反馈 C．在交流通路中的负反馈 （5）为了实现下列目的，应引入 A．直流负反馈B．交流负反馈 ①为了稳定静态工作点，应引入； ②为了稳定放大倍数，应引入； ③为了改变输入电阻和输出电阻，应引入； ④为了抑制温漂，应引入； ⑤为了展宽频带，应引入。 解：（1）B B （2）D （3）C （4）C
（5）A B B A B 6.2 选择合适答案填入空。 A．电压B．电流C．串联D．并联 （1）为了稳定放大电路的输出电压，应引入负反馈； （2）为了稳定放大电路的输出电流，应引入负反馈； （3）为了增大放大电路的输入电阻，应引入负反馈； （4）为了减小放大电路的输入电阻，应引入负反馈； （5）为了增大放大电路的输出电阻，应引入负反馈； （6）为了减小放大电路的输出电阻，应引入负反馈。 解：（1）A （2）B （3）C （4）D （5）B （6）A 6.3判断下列说法的正误，在括号填入“√”或“×”来表明判断结果。 （1）只要在放大电路中引入反馈，就一定能使其性能得到改善。（）（2）放大电路的级数越多，引入的负反馈越强，电路的放大倍数也就越稳定。（） （3）反馈量仅仅决定于输出量。（） （4）既然电流负反馈稳定输出电流，那么必然稳定输出电压。（） 解：（1）×（2）×（3）√（4）×
滞回比较器课程设计报告
模拟电路课程设计报告设计课题：滞回比较电路 专业班级： 学生姓名： 学号： 指导教师： 设计时间：
滞回比较器电路设计 一、设计任务和要求 1、设计一个检测被测信号的电路；被测信号在2V-5V内输出不变；小于2V 输出低电平，大于5V输出高电平。 2、高电平为+3V，低电平为-3V； 3、参考电压UREF自行设计； 4、用桥式整流电容滤波集成稳压块电路设计电路所需的正负直流电源（±12V）。 二、方案设计与论证 电压比较器是对输入信号进行鉴幅与比较的电路。其基本功能是对两个输入电压进行比较，并根据比较结果输出高电平或低电平电压，据此来判断输入信号的大小和极性。输出电平在最大输出电压的正极限值和负极线值之间摆动。此次课程设计要求做一个输入小于2V时输出-3V，输入大于5V时输出3V，输入2V-5V时输出不变得滞回比较器电路。总体思路如下： 1．方案设计 方案一：被测信号从同相输入端输入，输出端用稳压管稳压，参考电压用电位器分压取得通过电压跟随器与反相输入端相连。运用滞回比较器基本原理实现要求的功能。方案一原理图如图2-1所示 图2-1 方案一原理图
方案二，被测信号从反相输入端输入，输出端用稳压管稳压，再接一个反相比例运算电路，使其比例系数为-1。参考电压由电位器分压获得，通过电压跟随器与同相输入端相连。运用滞回比较器基本原理实现要求的功能。方案二原理图如图2-2所示 U1 UA741CD 3 2 4 7 6 5 1 U2 UA741CD 3 2 4 7 6 5 1 R1 20kΩ R2 20kΩ R3 5.6kΩ R5 10kΩ VCC 12V VCC 12V VEE -12V VEE -12V VDD 7V D1 1N4730A D2 1N4730A R4 20kΩ R6 20kΩ R7 10kΩUi Uz 图2-2 方案二原理图 2.方案论证 方案一：电路相对简单，焊接比较简单，所需元器件较少且容易获得。 方案二：电路结构相对复杂，焊接比较繁琐，需要的元器件相对较多。 我的选择：方案一。 理由：所用元件较少，焊接比较简单，价格较便宜，性能也不相上下。故较方案二要好一些。 三、单元电路设计与参数计算 1．滞回比较电路--方案一 因V U Z3 =3 2 2R R=得 V U REF 3 7 = 令 则
滞回电压比较器原理及特性
滞回电压比较器原理及特性 滞回电压比较器 滞回比较器又称施密特触发器,迟滞比较器。这种比较器的特点是当输入信号ui逐渐增大或逐渐减小时，它有两个阈值，且不相等，其传输特性具有“滞回”曲线的形状。 滞回比较器也有反相输入和同相输入两种方式。 UR是某一固定电压，改变UR值能改变阈值及回差大小。 以图4(a)所示的反相滞回比较器为例，计算阈值并画出传输特性 图4 滞回比较器及其传输特性 (a)反相输入；(b)同相输入 1，正向过程
正向过程的阈值为 形成电压传输特性的abcd段 2，负向过程 负向过程的阈值为 形成电压传输特性上defa段。由于它与磁滞回线形状相似，故称之为滞回电压比较器。 利用求阈值的临界条件和叠加原理方法，不难计算出图4(b)所示的同相滞回比较器的两个阈值 两个阈值的差值ΔUTH=UTH1–UTH2称为回差。 由上分析可知，改变R2值可改变回差大小，调整UR可改变UTH1和UTH2，但不影响回差大小。即滞回比较器的传输特性将平行右移或左移，滞回曲线宽度不变。 图5 比较器的波形变换 (a)输入波形；(b)输出波形
例如，滞回比较器的传输特性和输入电压的波形如图6(a)、(b)所示。根据传输特性和两个阈值(UTH1＝2 V, UTH2=–2V)，可画出输出电压uo的波形，如图6(c)所示。从图(c)可见，ui在UTH1与UTH2之间变化，不会引起uo的跳变。但回差也导致了输出电压的滞后现象，使电平鉴别产生误差。 图6 说明滞回比较器抗干扰能力强的图 (a)已知传输特性；(b)已知ui 波形； (c)根据传输特性和ui波形画出的uo波形
神奇的滞回电压比较器
神奇的滞回电压比较器 初学者感觉滞回电压比较器比较奇妙，是因为它有两个转折的门限电压，为了容易理解，不妨从一个更通俗的例子说起。比如我们常用饮水机中的温控开关．就是比较简单也是比较典型的具有滞回特性的器件。假如我们设定开关工作的温度是T1，如果开关没有滞回的特点，当达到这个温度时，电热器断开，温度下降，当低于这个温度时，电加热器接通。这样就会出现一种情况，电热器在这个温度附近会频繁接通和断开，温度达到T1一加热器件断开一温度下降一导致电热器接通一温度上升-加热器件又断开，如此反复，在临界区附近产生振荡。这是我们不希望的结果，所以，温控开关一般是具有滞回的特点，动作（断开）温度TH和复位（接通）温度TL有一定的温度差一回复误差。比如：设定开关断开的温度是大于95℃，复位接通的温度是小于90℃，回复误差根据需要可以调整，这样就解决了温控开关频繁接通和断开的问题。接通到断开，断开到接通沿着不同的路径，不走回头路，故此称为滞回控制开关。 滞回电压比较器和上述的温控开关是一样的道理，可以类比理解。大家知道运算放大器在开环状态下可以用作比较器，其理想和实际的电压传输特性如附图所示，实际特性是只有当它的差模输入电压足够大时，输出电压Uo才为正负最大值。Uo在从+Uce变为-Uss或从-Uss变为+Uce的过程中，随着Ui的变化，将经过线性区，并需要一定的时间。可以知道，在单限比较器中，输入电压在阀值电压附近的微小变化，都将引起两个不同的输出状态之间产生不期望的频繁穿越跳变，不管这种微小变化是来源于输入信号还是外部干扰。因此，虽然单限比较器很灵敏，但是抗干扰能力差。而滞回比较器具有滞回特性，即具有惯性，因此也就具有一定的抗干扰能力。用带有内部滞回电路的比较器代替开环运算放大器能够抑制输出的频繁跳变和振荡。 滞回电压比较器电路有两个阀值电压，类似本文开始提到的温控开关，有两个门限值UH、UL。输入电压Ui从小变大过程中使输出电压Uo产生跃变的阔值电压UH,不等于Ui从大变小过程中使输出电压Uo产生跃变的阀值电压UL．电路具有滞回特性。举个例子，如附图所示为从反向输入端输入的滞回比较器电路．由分压电阻Rl:R2构成正反馈。假设Rl=lOkn，R2=lOOn，电源供电电压为：U CC=13V，Uss=-13V,反馈系数F=R2/(R 1+R2)。比较器的反相输入电压从0开始线性变化，当Ui=0时，加到同相的输入瑞电压为Uref=RI/(R1+R2)Eref，Uo=Uce，同相端总电压UH=1 V，同相端电压大于反相端电压，这是一个稳定的状态。 输入电压由零向正方向增长，只要它还小于UH，即Ui<1V，输出电压Uo都保持最大正的电征Ucc不变，即Uo=13V。当Ui一旦超过UH一点点，平衡即被破坏，由于反向输入电压大于正向输入电压，输出电压Uo就会从最大正向电压Ucc(+13V)向负向最大电压Uss(-13V)转换。而且由于R1、R2引入的正向反馈作用将加速这种转换，形成跳变，获得理想的传输电压特性，Uo从+13V跳变到-13V。 跳变完成后，加到同相端的总电压为：UL=0.86V，显然只要输入电压保持大干UL即U>0.86V，输出电压将保持负的最大值Uss(-13V)不变。但是当输入电压U从大到小下降到小于UL(0.86V)时，一个相反的连锁反馈又将使输出电压Uo从负的最大值Vss(-13V)跳变到正的最大值Ucc(+13 V)。通过改变Eref的大小可方便改变滞回区间。 斯密特滞回触发器只有-个触发端子，比较方便灵活，在实际中具有广泛的应用，如一开始提到的温控开关就可以用滞回触发器实现。再比如开关电源中的欠压保护就是滞回比较器的典型应用，当市电电压低于一定值时．通过滞回比较器使开关电源停止工作，保护电网和机器的安全。 我们以常用的UC3842为例简单说明其原理，UC3842⑦脚为电压输入端，内接施密特滞回触发器，利用其回滞特性实现锁存，其启动电压范围为16V-34V。 在电源启动，Vcc＜16V时，输入电压施密器比较器输出为0，此时无基准电压产生，电路不工作；当Vcc>16V时输入电压施密特比较器送出高电平到5v稳压器，产生5v基准电压，此电压一方面供内部电路工作，另一方面通过⑧脚向外部提供参考电压。一旦施密特比较器翻转为高电平（芯片开始工作以后），Vcc可以在10V-34V范围内变化而不影响电路的工作状态。当Vcc低于10V时．施密特比较器又翻转为低电平，电路停止工作。当出现机器启动困难的故障时，就要考虑该脚外围元件是否正常，该部分电路比较简单，维修应该不复杂，关键是判断故障，要抓住其故障特点。由于保护电路的滞回特点，-般是启动困难，一旦启动成功，能长时间稳定工作。
模电课程设计方案滞回比较器.doc
模拟电子技术课程设计报告 专业: 班级:级班 姓名: 学号: 指导老师 : XX学院 日期:年月
教师评语：
目录 一、设计任务和要求0 二、比较器参数计算0 三、 Multisim 单元电路设计及电路仿真 2 1、滞回比较器部分 2 2、窗口电压比较器部分 2 （1）窗口比较器 2 （2）窗口比较器的限幅 3 3、直流稳压电源部分 3 4、 LM317 可调稳压电源 4 5、总电路图 4 6、仿真测试 5 四、实体电路制作 6 1、元件清单 6 2、直流稳压电源改装7 3、电路元件焊接7 4、实体电路测试8 五、总结与体会9
一、设计任务和要求 1、设计一个检测被测信号的电路；被测信号在2V-5V 内输出电平不变；小于2V 输出低电平，大于5V 输出高电平。 2、高电平为 +3V，低电平为 -3V； 3、参考电压 U REF自行设计； 4、用桥式整流电容滤波集成稳压块电路设计电路所需的正负直流电源（± 12V）。 二、比较器参数计算 在任意电平比较器中，如果将集成运放的输出 电压通过反馈支路加到同相输入端，形成正反 馈，就可以构成滞回比较器，如图（2-1) 所示。 它的门限电压随着输出电压的大小和极性而 变。从图（ 2-2）中可知，它的门限电压为： U C (u o U REF ) R 1 U REF u o R1 U REF R2 （1）u R2 R1 R2 R1 而u o = ±U OM，根据上式可知，它有两个门限电压（比较电平），分别为上门限电压 U H和下 门限电压 U L，两者的差值称为门限宽度或迟滞宽度。即： △U=U H– U L （2） 当集成运放的输出为 +U OM时，通过正反馈支路 加到同相输入端的电压为：R1 U OM R1 R2
滞回比较器又称施密特触发器
在单限比较器中，输入电压在阈值电压附近的任何微小变化，都会引起输出电压的跃变，不管这种电压是来自输入信号还是外部干扰。因此，虽然单限比较器很灵敏，但是抗干扰能力差，滞回比较器具有滞回特性，即具有惯性，因而也就具有一定的抗干扰能力。 滞回比较器又称施密特触发器,迟滞比较器。这种比较器的特点是当输入信号ui逐渐增大或逐渐减小时，它有两个阈值，且不相等，其传输特性具有“滞回”曲线的形状。 滞回比较器也有反相输入和同相输入两种方式。 UR是某一固定电压，改变UR值能改变阈值及回差大小。 以图4(a)所示的反相滞回比较器为例，计算阈值并画出传输特性 图4 滞回比较器及其传输特性 66666 (a)反相输入；(b)同相输入 1，正向过程 正向过程的阈值为
形成电压传输特性的abcd段 2，负向过程 负向过程的阈值为 形成电压传输特性上defa段。由于它与磁滞回线形状相似，故称之为滞回电压比较器。 利用求阈值的临界条件和叠加原理方法，不难计算出图4(b)所示的同相滞回比较器的两个阈值 两个阈值的差值ΔUTH=UTH1–UTH2称为回差。 由上分析可知，改变R2值可改变回差大小，调整UR可改变UTH1和UTH2，但不影响回差大小。即滞回比较器的传输特性将平行右移或左移，滞回曲线宽度不变。 图5 比较器的波形变换 (a)输入波形；(b)输出波形 例如，滞回比较器的传输特性和输入电压的波形如图6(a)、(b)所示。根据传输特性和两个阈值(UTH1＝2V, UTH2=–2V)，可画出输出电压uo的波形，如图6(c)所示。从图(c)可见，ui在UTH1与UTH2之间变化，不会引起uo的跳变。但回差也导致了输出电压的滞后现象，使电平鉴别产生误差。
模拟电路习题答案第章放大电路中的反馈题解
第六章 放大电路中的反馈 自测题 一、在括号内填入“√”或“×”，表明下列说法是否正确。 （1）若放大电路的放大倍数为负，则引入的反馈一定是负反馈。（ ） （2）负反馈放大电路的放大倍数与组成它的基本放大电路的放大倍数量纲相同。（ ） （3）若放大电路引入负反馈，则负载电阻变化时，输出电压基本不变。 （ ） （4）阻容耦合放大电路的耦合电容、旁路电容越多，引入负反馈后，越容易产生低频振荡。（ ） 解：（1）× （2）√ （3）× （4）√ 二、已知交流负反馈有四种组态： A ．电压串联负反馈 B ．电压并联负反馈 C ．电流串联负反馈 D ．电流并联负反馈 选择合适的答案填入下列空格内，只填入A 、B 、C 或D 。 （1）欲得到电流－电压转换电路，应在放大电路中引入 ； （2）欲将电压信号转换成与之成比例的电流信号，应在放大电路中引入 ； （3）欲减小电路从信号源索取的电流，增大带负载能力，应在放大电路中引入 ； （4）欲从信号源获得更大的电流，并稳定输出电流，应在放大电路中引入 。 解：（1）B （2）C （3）A （4）D 三、判断图T6.3所示各电路中是否引入了反馈；若引入了反馈，则判断是正反馈还是负反馈；若引入了交流负反馈，则判断是哪种组态的负反馈， 并求出反馈系数和深度负反馈条件下的电压放大倍数f u A 或f s u A 。设图中所有电容对交流信号均可视为短路。
图T6.3 解：图（a ）所示电路中引入了电流串联负反馈。反馈系数和深度负反 馈条件下的电压放大倍数f u A 分别为 L 3 1321f 32131 R R R R R R A R R R R R F u ?++≈++= 式中R L 为电流表的等效电阻。 图（b ）所示电路中引入了电压并联负反馈。反馈系数和深度负反馈条 件下的电压放大倍数f u A 分别为 1 2f 2 1R R A R F u -≈-= 图（c ）所示电路中引入了电压串联负反馈。反馈系数和深度负反馈条 件下的电压放大倍数f u A 分别为 1 1f ≈=u A F 图（d ）所示电路中引入了正反馈。 四、电路如图T6.4所示。
讲义 第6章 反馈与振荡电路
第6章 反馈与振荡电路 放大电路引入反馈后，称为反馈放大电路，或闭环电路。反馈电路又分负反馈电路和正反馈电路。 负反馈能改善放大电路的各种性能指标，广泛应用在模拟电子技术中。 放大电路接入正反馈可以构成振荡电路。 （本章只介绍反馈） 6.1 反馈的基本概念 6.1.1 反馈的基本概念的引出 在第二章讨论过工作点稳定的共射极放大电路，如图6-1所示。 图中电阻E R 称为温度补偿电阻，E R 的作用是稳定静态工作点。 静 态 工 作 点 稳 定 的 实 质 ： ,()(),C E E E E E E C BE B B C E T I I U U R I R I U U I I I ↑?↑↑?↑=≈?↓?↓?↓↓固定 E R 把输出端的静态电流C I 返送到输入端，进而稳定C I 的变化。这个稳定过程是直流负反馈的过程。 1、反馈：将输出信号（电压或电流）的一部分或全部以某种方式回送到电路的输入端，使输入量（电压或电流）发生改变，这种现象称为反馈 2、反馈放大电路 具有反馈的放大电路包括基本放大电路A 及反馈网络F 两个部分。其组成框图如图6-2所示 基本放大电路：未加反馈的单级、多级放大电路，或者是集成运算放大器。 反馈网络：可由电阻。电感。电容或半导体器件组成。 3、直流反馈和交流反馈 （1）直流反馈：若反馈信号只包含直流分量。直流负反馈具有稳定静态工作点的作用。 （如图6-1所示就是直流反馈电路） （2）交流反馈：若反馈信号只包含交流分量。 （3）判断交流与直流反馈：看反馈元件是在交流通路中还是在直流通路中起作用。 （去掉旁路电容E C ，如图6-3所示电路，就包含有交流反馈） 有时反馈既有直流分量，又有交流分量，称之为交、直流反馈。图6-3所示电路就是既有交流反馈又有直流反馈。 4、正反馈与负反馈 （1）正反馈：若反馈信号在输入端与输入信号相加，使净输入信号i X '增加，称为正反馈； （2）负反馈：若反馈信号在输入端与输入信号相加，使净输入信号i X '减小，称为负反馈。 （负反馈使放大倍数下降，但使得其他许多性能得到改善，因此在放大电路中得到广泛应用。正反馈虽然提高了放大倍数，但使得其他性能降低，因此在放大电路中很少采用，主要用于振荡电路和数字电路的暂态过程。）
滞回比较器
滞回比较器文件管理序列号：[K8UY-K9IO69-O6M243-OL889-
实验十电压比较器的安装与测试 一．实验目的 1．了解电压比较器的工作原理。 2．安装和测试四种典型的比较器电路：过零比较器、电平检测器、滞回比较器和窗口比较器。 二．预习要求 1．预习过零比较器、电平检测器、滞回比较器和窗口比较器的工作原理。 2．预习使用示波器测量信号波形和电压传输特性的方法。 三．实验原理 电压比较器的基本功能是能对两个输入电压的大小进行比较，判断出其中那一个比较大。比较的结果用输出电压的高和低来表示。电压比较器可以采用专用的集成比较器，也可以采用运算放大器组成。由集成运算放大器组成的比较器，其输出电平在最大输出电压的正极限值和负极限值之间摆动，当要和数字电路相连接时，必须增添附加电路，对它的输出电压采取箝位措施，使它的高低输出电平，满足数字电路逻辑电平的要求。 下面讨论几种常见的比较器电路。 基本过零比较器（零电平比较器） 过零比较器主要用来将输入信号与零电位进行比较， +15V
以决定输出电压的极性。电路如图1所示： u i 2 7 放大器接成开环形式，信号u i 从反向端输入，同 μA741 6 u o 相端接地。当输入信号u i < 0时，输出电压u o 为正极限 3 4 值U OM ；由于理想运放的电压增益A u →∞，故当输 ?15V 入信号由小到大，达到 u i = 0 时，即 u ?= u + 的时刻， 输出电压 u o 由正极限值 U OM 翻转到负极限值 ?U OM 。 图 1 反向输入过零比较器 当u i > 0时输出u o 为负极限值 ?U OM 。因此，输出翻转的临界条件是u + = u ? = 0。 即： +U OM u i < 0 u o = （1） ?U OM u i > 0 其传输特性如图2（a ）所示。所以通过该电路输出的电压值，就可以鉴别输入信号电压u i 是大于零还是小于零，即可用做信号电压过零的检测器。
滞回比较器详解
滞回比较器 关于比较器滞回的讨论需要从“滞回”的定义开始, 与许多其它技术术语一样, “滞回”源于希腊语, 含义是“延迟”或“滞后”, 或阻碍前一状态的变化。工程中, 常用滞回描述非对称 绝大多数比较器中都设计带有滞回电路, 通常滞回电压为5mV到10mV。内部滞回电路可以避免由于输入端的寄生反馈所造成的比较器输出振荡。但是内部滞回电路虽然可以使比较器免于自激振荡, 却很容易被外部振幅较大的噪声淹没。这种情况下需要增加外部滞回, 以提高系统的抗干扰性能。 首先, 看一下比较器的传输特性。图1所示是内部没有滞回电路的理想比较器的传输特性, 图2所示为实际比较器的传输特性。从图2可以看出, 实际电压比较器的输出是在输入电压(VIN)增大到2mV时 才开始改变。 图1. 理想比较器的传输特性 图2. 实际比较器的传输特性 运算放大器在开环
图3. 无滞回电路时比较器输出的模糊状态和频繁跳变 举个例子, 考虑图4所示简单电路, 其传输特性如图5所示。比较器的反相输入电压从0开始 线性变化, 由分压电阻R1、R2构成正反馈。当输入电压从1点开始增加(图6), 在输入电压超过同相阈值VTH+ = VCCR2/(R1 + R2)之前, 输出将一直保持为VCC。在阈值点, 输出电压迅速从VCC跳变为VSS, 因为, 此时反相端输入电压大于同相端的输入电压。输出保持为低电平, 直到输入经过新的阈值点 5 , VTH- = VSSR2/(R1 + R2)。在5点, 输出电压迅速跳变回VCC, 因为这时同相输入电压高于反相输 入电压。 图4. 具有滞回的简单电路
图5. 图4电路的传输特性 图6. 图4电路的/输出电压波形 图4所示电路中的输出电压VOUT与输入电压VIN的对应关系表明, 输入电压至少变化2VTH时, 输出电压才会变化。因此, 它不同于图3的响应情况(放大器无滞回), 即对任何小于2VTH的噪声或干扰都不会导致输出的迅速变化。在实际应用中, 正、负电压的阈值可以通过选择适合的反馈设置。 其它设置可以通过增加不同阈值电压的滞回电路获得。图7电路使用了两个MOSFET和一个电阻网络调节正负极性的阈值。与图4所示比较器不同, 电阻反馈网络没有加载到负载环路, 图8给出了输入 信号变化时的输出响应。
放大电路中的反馈参考答案
放大电路中的反馈参考答 案 Prepared on 21 November 2021
2016第六章放大电路中的反馈答案 科目:模拟电子技术 题型:填空题 章节:第六章放大电路中的反馈 难度:全部 ----------------------------------------------------------------------- 1.要想实现稳定静态电流I C，在放大电路中应引入直流负反馈。 2.要稳定输出电流，放大电路中应引入电流负反馈。 3.要提高带负载能力，放大电路中应引入电压负反馈。 4.减小放大电路向信号源索取的电流应引入串联负反馈。 5.负反馈放大器闭环电压放大倍数A uf=100，当它的开环放大倍数变化10%时，闭环放大倍数变化1%，则它的开环放大倍数A u=1000。 6.负反馈可使放大器增加放大倍数的稳定，减少非线性失真，抑制噪声，改变输入输出阻抗等。 7.一个电压串联负反馈放大器的闭环增益A uf=100，要求开环增益A u变化10%时，闭环增益变化为0.5%，那么开环增益 A u=2000。 8.一个电压串联负反馈放大器的闭环增益A uf=100，要求开环增益A u变化10%时，闭环增益变化为0.5%，那么反馈系数 F u=0.095。 9.在反馈电路中，按反馈网络与输出回路的连接方式不同分为电压反馈和电流反馈。 10.在反馈电路中，按反馈网络与输入回路的连接方式不同，分为串联反馈和并联反馈。 11.放大器中引入电压负反馈，可以稳定电压放大倍数并减小输出电阻。 12.某放大电路在输入信号电压为1mV时，输出电压为1V。当加上负反馈后若达到同样的输出电压时，需使输入信号电压为10mV，由此可知所加的反馈深度为20dB。 13.某放大电路在输入信号电压为1mV时，输出电压为1V。当加上负反馈后若达到同样的输出电压时，需使输入信号电压为10mV，由此可知反馈系数为0.009。 14.射极输出器的主要特点是高阻输入、低阻输出和电压跟随。 15.射极输出器的主要特点是高阻输入、低阻输出和电压跟随。 16.射极输出器的主要特点是高阻输入、低阻输出和电压跟随。 17.在放大器中，为了稳定输出电流，降低输入电阻，应引入电流并联负反馈。 18.在放大器中，为了稳定输出电压，提高输入电阻，应引入电压串联负反馈。 19.在进行反相比例放大时，集成运放两个输入端的共模信号U ic=0。 科目:模拟电子技术 题型:选择题 章节:第六章放大电路中的反馈 难度:全部 ----------------------------------------------------------------------- 1.欲得到电流－电压转换电路，应在放大电路中引入B； A．电压串联负反馈B．电压并联负反馈C．电流串联负反馈D．电流并联负反馈 2.欲将电压信号转换成与之成比例的电流信号，应在放大电路中引入C； A．电压串联负反馈B．电压并联负反馈C．电流串联负反馈D．电流并联负反馈 3.欲减小电路从信号源索取的电流，增大带负载能力，应在放大电路中引入A； A．电压串联负反馈B．电压并联负反馈C．电流串联负反馈D．电流并联负反馈 4.欲从信号源获得更大的电流，并稳定输出电流，应在放大电路中引入C。 A．电压串联负反馈B．电压并联负反馈C．电流串联负反馈D．电流并联负反馈 5.对于放大电路，所谓开环是指B。 A．无信号源B．无反馈通路
滞回比较器
实验十电压比较器的安装与测试 一．实验目的 1．了解电压比较器的工作原理。 2．安装和测试四种典型的比较器电路：过零比较器、电平检测器、滞 回比较器和窗口比较器。 二．预习要求 1．预习过零比较器、电平检测器、滞回比较器和窗口比较器的工作原理。 2．预习使用示波器测量信号波形和电压传输特性的方法。 三．实验原理 电压比较器的基本功能是能对两个输入电压的大小进行比较，判断出 其中那一个比较大。比较的结果用输出电压的高和低来表示。电压比较器 可以采用专用的集成比较器，也可以采用运算放大器组成。由集成运算放 大器组成的比较器，其输出电平在最大输出电压的正极限值和负极限值之 间摆动，当要和数字电路相连接时，必须增添附加电路，对它的输出电压 采取箝位措施，使它的高低输出电平，满足数字电路逻辑电平的要求。 下面讨论几种常见的比较器电路。 基本过零比较器（零电平比较器） 过零比较器主要用来将输入信号与零电位进行比较， +15V 以决定输出电压的极性。电路如图1所示： u 2 7 i 从反向端输入，同μA741 放大器接成开环形式，信号u i
6 u o 相端接地。当输入信号u i < 0时，输出电压u o 为正极限 3 4 值U OM ；由于理想运放的电压增益A u →∞，故当输 ?15V 入信号由小到大，达到 u i = 0 时，即 u ?= u + 的时刻， 输出电压 u o 由正极限值 U OM 翻转到负极限值 ?U OM 。 图 1 反向输入过零比较器 当u i > 0时输出u o 为负极限值 ?U OM 。因此，输出翻转的临界条件是u + = u ? = 0。 即： +U OM u i < 0 u o = （1） ?U OM u i > 0 其传输特性如图2（a ）所示。所以通过该电路输出的电压值，就可以鉴别输入信号电压u i 是大于零还是小于零，即可用做信号电压过零的检测器。 o OM OM u i 0 u i -U OM -U OM (a ）理想运放（增益A →∞） （b ）实际运放（增益A
放大电路中的负反馈教案
放大电路中的负反馈教案
§7.5放大电路中的负反馈（一） ——反馈的基本概念、类型教学目标：1、理解反馈的基本概念 2、掌握反馈的类型 3、掌握负反馈的四种基本形式 德育目标：培养学生严谨的工作态度和治学作风 培养学生理解问题的能力 教学重点：反馈的类型、负反馈的四种基本形式 教学难点：反馈的概念、电压电流反馈、串并联反馈的理解 课时安排：1课时 课型：新授 一、组织教学：清点人数、纠正坐姿等 二、教学过程： （一）导入新课： 学期末的《致家长一封信》，通过学生评语，反映学生在校的表现，为了了解学生在家的表现，让同学们在下学期有更好的表现，学校要求家长把学生在家的表现也通过《致家长一封信》传达给学校，这其实就是一种信息反馈。 同样，在我们电子技术中，为了进一步改善放大电路的工作性能，满足实际应用的需要，可在放大电路中引入反馈。 （二）讲授新课： 1、反馈的基本概念 （1）、反馈的定义 所谓反馈，就是将放大电路输出信号（电压或电流）的一部分或全 部，通过一定的反馈网络（又为反馈电路）送回到输入端并与输入信号类比的方法学生更
合成的过程。 带有反馈网络的放大电路称为反馈放大器。 （2）、反馈放大器的组成 反馈放大器由基本放大电路和反馈网络组成。其方框图如图7-5-1所示。 基本放大电路：如共发射极基本放大电路，单级或多级。 作用：完成对输入信号的放大。A是其放大倍数。 反馈网络：联系输出端与输入端的环节，多数由电阻元件组成。 作用：完成了从输出到输入的回送。 图中的F为反馈系数，是反馈信号和输出信号的比值。 图7-5-1反馈放大器的方框示意图 X i：输入信号 X f：反馈信号 X i′：净输入量 X o：输出信号 X i′=X i±X f 2、反馈的类型 （1）、负反馈和正反馈 负反馈：反馈信号和原输入信号极性相反，净输入信号减小， 放大倍数减小。 X i′＝X i－X f用于放大电路，以改善放大电路性能。 正反馈：反馈信号和原输入信号极性相同，净输入信号增加，放大倍数增大。易理解、接受 化整为零：取送合（理解记忆）
电容反馈振荡器设计
高频电子线路课程设计 电容反馈振荡器电路设计 班级： 11级电信班 学号： 111102051 姓名： 指导教师： 日期： 2013.12.20
目录 第1章电容反馈式振荡器的设计方案论证 (3) 1.1电容反馈式振荡器的应用意义 (3) 1.2 电容反馈式振荡器的设计要求及技术指标 (3) 1.3 电容反馈式振荡器的的电路原理 (4) 1.4 电容反馈式振荡器的方案框图及分析 (6) 第2章电容反馈式振荡器的电路设计及仿真 (7) 2.1电路的设计依据 (7) 2.2原理图EWB软件仿真 (8) 2.3 仿真结果 (8) 第3章设计总结 (9) 参考文献 (9)
第1章电容反馈式振荡器的设计方案论证 1.1电容反馈式振荡器的应用意义 随着社会的发展，通讯工具在我们的生活中的作用越来越重要。通信工程专业的发展势头也一定会更好，为了自己将来更好的适应社会的发展，增强自己对知识的理解和对理论知识的把握，本次课程设计我准备制作具有实用价值的电容反馈式振荡器。 振荡器是不需外信号激励、自身将直流电能转换为交流电能的装置。凡是可以完成这一目的的装置都可以作为振荡器。 一个振荡器必须包括三部分：放大器、正反馈电路和选频网络。放大器能对振荡器输入端所加的输入信号予以放大使输出信号保持恒定的数值。正反馈电路保证向振荡器输入端提供的反馈信号是相位相同的，只有这样才能使振荡维持下去。选频网络则只允许某个特定频率 f 能通过，使振荡器产生单一频率的输出。 振荡器能不能振荡起来并维持稳定的输出是由以下两个条件决定的；一个是反馈电 压 U f 和输入电压 U i 要相等，这是振幅平衡条件。二是U f 和U i 必须相位相同，这 是相位平衡条件，也就是说必须保证是正反馈。一般情况下，振幅平衡条件往往容易做到，所以在判断一个振荡电路能否振荡，主要是看它的相位平衡条件是否成立。 振荡器的用途十分广泛，它是无线电发送设备的心脏部分，也是超外差式接收机的主要部分各种电子测试仪器如信号发生器、数字式频率计等，其核心部分都离不开正弦波振荡器。功率振荡器在工业方面(例如感应加热、介质加热等)的用途也日益广阔。 正弦波是电子技术、通信和电子测量等领域中应用最广泛的波形之一。能够产生正弦波的电路称为正弦波振荡器。通常，按工作原理的不同，正弦振荡器分为反馈型和负载型两种，前者应用更为广泛。在没有外加输入信号的条件下，电路自动将直流电源提供的能量转换为具有一定频率、一定波形和一定振幅的交变振荡信号输出。 1.2 电容反馈式振荡器的设计要求及技术指标 设计内容： 1．用EWB仿真，设计一个电容反馈振荡器 2．能够观察输出的振荡波形。 3．测量其振荡频率。 4．分析电路并计算其频率是否与所测的频率相同。 设计参数：振荡频率5MHZ左右
滞回比较器
电压比较器的安装与测试实验十 实验目的一． ．了解电压比较器的工作原理。 1 ．安装和测试四种典型的比较器电路：过零比较器、电平检测器、滞回比较器和窗口2 比较器。 预习要求二． ．预习过零比较器、电平检测器、滞回比较器和窗口比较器的工作原理。1 2．预习使用示波器测量信号波形和电压传输特性的方法。 三．实验原理 电压比较器的基本功能是能对两个输入电压的大小进行比较，判断出其中那一个比较 大。比较的结果用输出电压的高和低来表示。电压比较器可以采用专用的集成比较器，也可由集成运算放大器组成的比较器，其输出电平在最大输出电压的正以采用运算放大器组成。极限值和负极限值之间摆动，当要和数字电路相连接时，必须增添附加电路，对它的输出电压采取箝位措施，使它的高低输出电平，满足数字电路逻辑电平的要求。下面讨论几种常见的比较器电路。 基本过零比较器（零电平比较器）过零比较器主要用来将输入信号与零电位进行比较，+15V u 以决定输出电压的极性。电路如图1所示： 2 7i 6u u从反向端输入，同放大器接成开环形式，信号μA741oi相端接地。当输入信号u< 时，输出电压u为正极限430oi 值U ；由于理想运放的电压增益A→∞，故当输15V?uOM入信号由小到大，达到u0 时，即u = u 的时刻，= ?i + 输出电压u由正极限值U翻转到负极限值?U。图 1 反向输入过零比较器OMo OM 当u>0时输出u为负极限值?U 。因此，输出翻转的临界条件是u = u = 0。?oi OM+ 即：+U u< 0 iOM u= （1）o ?U u>0 i OM其传输特性如图2（a）所示。所以通过该电路输出的电压值，就可以鉴别输入信号电压u是大于零还是小于零，即可用做信号电压过零的检测器。i
放大电路中的反馈-习题及解答
放大电路中的反馈-习题及解答
放大电路中的反馈 习题 6.1 选择合适的答案填入空内。 （1）对于放大电路，所谓开环是指。 A．无信号源B．无反馈通路 C．无电源D．无负载 而所谓闭环是指。 A．考虑信号源内阻B．存在反馈通路 C．接入电源D．接入负载 （2）在输入量不变的情况下，若引入反馈后，则说明引入的反馈是负反馈。 A．输入电阻增大B．输
出量增大 C．净输入量增大D．净输入量减小 （3）直流负反馈是指。 A．直接耦合放大电路中所引入的负反馈 B．只有放大直流信号时才有的负反馈 C．在直流通路中的负反馈（4）交流负反馈是指。 A．阻容耦合放大电路中所引入的负反馈 B．只有放大交流信号时才有的负反馈 C．在交流通路中的负反馈（5）为了实现下列目的，应引入 A．直流负反馈B．交
流负反馈 ①为了稳定静态工作点，应引 入； ②为了稳定放大倍数，应引 入； ③为了改变输入电阻和输出电阻，应 引入； ④为了抑制温漂，应引入； ⑤为了展宽频带，应引入。 解：（1）B B （2）D （3）C （4）C （5）A B B A B 6.2 选择合适答案填入空内。 A．电压B．电流C．串联D．并联
（1）为了稳定放大电路的输出电压，应引入负反馈； （2）为了稳定放大电路的输出电流，应引入负反馈； （3）为了增大放大电路的输入电阻，应引入负反馈； （4）为了减小放大电路的输入电阻，应引入负反馈； （5）为了增大放大电路的输出电阻，应引入负反馈； （6）为了减小放大电路的输出电阻，应引入负反馈。 解：（1）A （2）B （3）C （4）D （5）B （6）A 6.3 判断下列说法的正误，在括号内填入“√”或“×”来表明判断结果。
过零比较器单限比较器滞回比较器窗口比较器
一、过零比较器 过零比较器，顾名思义，其阈值电压U T=0V。电路如图(a)所示，集成运放工作在开环状态，其输出电压为+U OM或-U OM。当输入电压u I<0V时，U O=+U OM；当输入电压u I>0V时，U O=-U OM。因此，电压传输特性如图(b)所示。 为了限制集成运放的差模输入电 压，保护其输入级，可加二极管限幅 电路，如右图所示。 ★两只稳压管稳压值不同 在实用电路中为了满足负载的需要，常在集成运放的输出端加稳压管限幅电路，从而获得合适的U OH和U OL，如图（725）(a)所示。图中R为限流电阻，两只稳压管的稳定电压均应小于集成运放的最大输出电压U OM。设稳压管D Z1的稳定电压为U Z1，稳压管D Z2的稳定电压为U Z2，U Z1和U Z2的正向导通电压均为U D。 当u I<0时，由于集成运放的输出电压u/O=+U OM，D Z1使工作在稳压状态，D Z2工作在正向导通状态，所以输出电压 u O=U OH=（U Z1+U D） 当u I>0时，由于集成运放的输出电压u/O=-U OM，D Z2使工作在
稳压状态，D Z1工作在正向导通状态，所以输出电压 u O=U OL=-（U Z2+U D） ★两只稳压管稳压值相同 若要求，U Z1=U Z2则可以采用两只特性相同而又制作在一起的稳压管，其符号如图(b)所示，稳定电压标为±U Z。 当u I<0时，u O=U OH=U Z； 当u I>0时，u O=U OL=-U Z。 ★稳压管接在反馈通路中 限幅电路的稳压管还可跨接在集成运 放的输出端和反相输入端之间，如右图所 示。假设稳压管截止，则集成运放必然工作 在开环状态，输出电压不是+U OM，就是 -U OM。这样，必将导致稳压管击穿而工作在 稳压状态，D Z构成负反馈通路，使反相输 入端为“虚地”，限流电阻上的电流i R等于 稳压管的电流i Z，输出电压u O=±U Z。 电路优点： ◆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。 二、一般单限比较器 如图(a)所示为一般单限比较器，U REF为外加参考电压。根据叠加原理，集成运放反相输入端的电位 （推导过程）
第六章 放大电路中的反馈答案
科目:模拟电子技术 题型:填空题 章节:第六章放大电路中的反馈 难度:全部 ----------------------------------------------------------------------- 1. 要想实现稳定静态电流I C ，在放大电路中应引入直流负反馈。 2. 要稳定输出电流，放大电路中应引入电流负反馈。 3. 要提高带负载能力，放大电路中应引入电压负反馈。 4. 减小放大电路向信号源索取的电流应引入串联负反馈。 5. 负反馈放大器闭环电压放大倍数A uf=100，当它的开环放大倍数变化10%时，闭环放大倍数变化1%，则它的开环放大倍数A u= 1000 。 6. 负反馈可使放大器增加放大倍数的稳定，减少非线性失真，抑制噪声，改变输入输出阻抗等。 7. 一个电压串联负反馈放大器的闭环增益A uf=100，要求开环增益A u变化10%时，闭环增益变化为0.5%，那么开环增益A u= 2000 。 8. 一个电压串联负反馈放大器的闭环增益A uf=100，要求开环增益A u变化10%时，闭环增益变化为0.5%，那么反馈系数F u= 0.095 。 9. 在反馈电路中，按反馈网络与输出回路的连接方式不同分为电压反馈和电流反馈。 10. 在反馈电路中，按反馈网络与输入回路的连接方式不同，分为串联反馈和并联反馈。 11. 放大器中引入电压负反馈，可以稳定电压放大倍数并减小输出电阻。 12. 某放大电路在输入信号电压为1mV时，输出电压为1V。当加上负反馈后若达到同样的输出电压时，需使输入信号电压为10mV，由此可知所加的反馈深度为 20 dB。 13. 某放大电路在输入信号电压为1mV时，输出电压为1V。当加上负反馈后若达到同样的输出电压时，需使输入信号电压为10mV，由此可知反馈系数为 0.009 。 14. 射极输出器的主要特点是高阻输入、低阻输出和电压跟随。 15. 射极输出器的主要特点是高阻输入、低阻输出和电压跟随。 16. 射极输出器的主要特点是高阻输入、低阻输出和电压跟随。 17. 在放大器中，为了稳定输出电流，降低输入电阻，应引入电流并联负反馈。 18. 在放大器中，为了稳定输出电压，提高输入电阻，应引入电压串联负反馈。 19. 在进行反相比例放大时，集成运放两个输入端的共模信号U ic= 0 。 科目:模拟电子技术 题型:选择题 章节:第六章放大电路中的反馈 难度:全部 ----------------------------------------------------------------------- 1. 欲得到电流－电压转换电路，应在放大电路中引入 B ； A．电压串联负反馈B．电压并联负反馈C．电流串联负反馈D．电流并联负反馈 2. 欲将电压信号转换成与之成比例的电流信号，应在放大电路中引入 C ； A．电压串联负反馈B．电压并联负反馈C．电流串联负反馈D．电流并联负反馈