关于过零比较器的 � � ! ∀ # � 仿真分析
关于过零 比较器的 � 。 ∃! %& %� 仿真分析
屈萌阳 田镐泽 何敏
∋解放军理工大学理学院 南京 () ∗ + ),
在学习 《电子线路基础》电压比较器时 , 我们对书中的一些内容产生了疑问 。 经过一番
讨论 , 我们利用 � � !%& � 仿真软件进行了仿真分析 , 以解答我们心中的疑 问 , 取得了不错的
效果 。
一 、 引言
《电子线路基础》中说明 ∀ “ 图 ) 中的集成运放为闭环结构 , 因为不管输入的电压的极性
如何 , 稳压管都是导通的 ∋正 向导通和反 向击穿导通 , , 所以负反馈都是存在的 。 ” 对以上论
述我们有 以下几点疑 问 ∀
) −过零比较器是否存在负反馈 .
( −此电路图中稳压二极管的作用 .
/ −将稳压二极管换成电阻 , 结果和现象是怎样的 0
图 ) 电压比较器电路
二 、 电路的仿真分析 ∀
我们利用 � � ! & %� 仿真软件对该电路进行了仿真分析 , 电路如 图 ( 所示 ∀
图 ( 实验电路图
我们用 图 ( 所示的实验电路图进行验证性的仿真分析 , 得到的输出波形如图 / 所示 , 与
书中所给的波形是基本一致的 。 但是 , 1 。 的低电平输出波形出现小幅振荡 。
中国电子教育学会高教分会 ( ++ 2 生论文集
图 / 输出波形
我们对实验电路进行了仿真测试以验证此电路 网络是否真的存在负反馈 , 测试结果如图 3
所示 。
图 3 负反馈的仿真测试
通过仿真 , 我们发现过零比较器存在负反馈 , 我们无法解释出现小幅振荡的原因 。
三 、 改变的电路仿真分析
去掉稳压二极管的电路分析 , 我们对 电路进行了分析 , 仿真电路和输出波形如 图 # , 4
所示 ∀
图 # 去掉稳压二极管的仿真电路
关于过零比较器的 � � ! & % � 仿真分析
− 更换为两个对接二极管的仿真 , 我们对电路进行了分析 , 仿真电路和输 出波形如图 5 ,
6 所示 ∀
通过仿真 , 我们发现 ∀
去掉稳压二极管后 , 输出波形与书中的单限比较器波形一致 , 而且高低电平是等幅的 , 在
1% 二 + 出发生跳变 。 更换为两个对接稳压二极管后 , 输出波形与去掉稳压二极管的波形一致 。
通过比较发现 , 三个仿真电路均是过零比较器 。 只是低电平的输出幅值有所变化 。
更换为两个对接稳压二极管 , 其正向与反向的导通电压是一致的 , 所以输出波形的高低
电平幅值是一样的 。 而只有一个稳压二极管时 , 正 向导通与反 向导通电压是不一致的 , 所以
中国电子教育学会高教分会 ( ++ 2 年论文集
输出波形的高低电平幅值是不一样的 。 综上所述 , 稳压二极管的作用我们认为是 , 在单限比
较器中通过稳压二极管引入负反馈 , 利用其钳位作用我们可以得到稳定的 、 幅值不等 的高低
电平 。 如果我们想要得到稳定的 、 幅值相等的高低电平 , 我们可以使用两个对接二极管 。
四 、 将稳压二极管换成电阻
将稳压二极管换成电阻后 , 其输出波形为等大反向的正弦波 。 通过观察图 )+ 中的图
表
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得
出 1 7 8 1 一 . 将稳压二极管换成电阻后 , 由于 1 7 8 1 一 , 而且通过波形 比较 9 � 二 一) 说明此时电阻
引入的负反馈以使集成运放工作区由非线性区变成线性区 。
五 、 结论
通过仿真分析 , 我们更加深刻的理解了单限比较器与过零比较器的工作原理 、 方法和应
用 。 激发了我们 对未知事物探索欲望 , 培养的我们发现问题 , 解决问题的能力 , 提高了我们
实际动手操作能力与 团队合作的意识 。 在这次完成仿真的过程中 , 我们获益匪浅 , 但是我们
又发现了新的 问题 ∀ 同样都是引入负反馈 , 为什么稳压二极管和 电阻使其工作区处于截然相
反 的区域 0 我们进行了思考与探讨 , 提出的猜想是在负反馈中应该存在一个临界值或者是临
界区域 , 使比较器能引入负反馈 , 鉴于我们 目前所学知识 , 我们还无法解释上述现象 。
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