迟滞比较器与窗口比较器的工作原理及应用

"这篇内容主要讨论了三种类型的电压比较器：简单电压比较器、迟滞比较器和窗口比较器，特别是在非线性应用中的集成运算放大器（运放）的使用。迟滞比较器是一种具有正反馈的电路，它的阈值电压有两个不同的值，这使得输出饱和在两个极端状态。在非线性应用中，运放可能工作在开环或有正反馈的状态，导致其不遵循虚短和虚断定律。文章还提到了如何确定运放的工作状态，即通过判断是否存在负反馈。此外，还介绍了稳压二极管在限幅器电路中的应用。" 详述知识点： 1. **简单电压比较器**：这是一种基础的电路，当输入电压ui超过预设的参考电压（+ε或-ε）时，输出电压uo会跳变到电源电压的极限，通常是+UOM或-UOM。运放在这里工作在非线性区。 2. **迟滞比较器（下行）**：迟滞比较器利用正反馈来实现阈值电压的双值特性。当输出uo为正饱和（uo = +UOM）时，有一个较高的阈值电压U+；当输出uo为负饱和（uo = -UOM）时，阈值电压降低。这种设计增加了比较器的稳定性，减少了因输入微小变化引起的输出振荡。 3. **窗口比较器**：窗口比较器是迟滞比较器的一种变形，它有上下两个阈值电压，只有当输入电压在两者之间时，输出才为中间状态，否则输出保持在高电平或低电平。 4. **非线性应用中的运放**：运放如果工作在开环状态或有正反馈，会处于非线性状态，此时虚短和虚断定律不再适用。例如，当ui>0时，运放输出为+UOM；ui<0时，输出为-UOM。 5. **确定运放工作状态**：通过判断电路中是否有负反馈来确定运放是否工作在线性区。有负反馈意味着运放在线性区，否则在非线性区。 6. **非线性元件的作用**：非线性元件如二极管、三极管、稳压管可以与运放结合，改变电路的特性。例如，稳压二极管在限幅器电路中可以限制输出电压的上限或下限。 7. **稳压二极管的限幅作用**：当输入电压超过双向稳压管的击穿电压时，稳压管导通，引入深度负反馈，使运放工作在线性区，从而稳定输出电压在设定范围内。 8. **反向比例运算电路与限幅器**：在反向比例运算电路中，当输入电压超过特定阈值（如稳压管的击穿电压UZ）时，输出电压会跃变，形成一种限幅效果。 这些知识点涵盖了电压比较器的基本原理和在非线性应用中的复杂情况，强调了正反馈和负反馈在决定运放行为中的关键角色，以及非线性元件在扩展运放功能方面的应用。