电压比较器的原理及作用介绍

电压⽐较器的原理及作⽤介绍
电压⽐较器是集成运放⾮线性应⽤电路，他常⽤于各种电⼦设备中，那么什么是电压⽐较器呢？它将⼀个模拟量电压信号和⼀个参考固定电压相⽐较，在⼆者幅度相等的附近，输出电压将产⽣跃变，相应输出⾼电平或低电平。

⽐较器可以组成⾮正弦波形变换电路及应⽤于模拟与数字信号转换等领域。

电压⽐较器的作⽤
它可⽤作模拟电路和数字电路的接⼝，还可以⽤作波形产⽣和变换电路等。

利⽤简单电压⽐较器可将正弦波变为同频率的⽅波或矩形波。

简单的电压⽐较器结构简单，灵敏度⾼，但是抗⼲扰能⼒差，因此⼈们就要对它进⾏改进。

改进后的电压⽐较器有：滞回⽐较器和窗⼝⽐较器。

运放，是通过反馈回路和输⼊回路的确定“运算参数”，⽐如放⼤倍数，反馈量可以是输出的电流或电压的部分或全部。

⽽⽐较器则不需要反馈，直接⽐较两个输⼊端的量，如果同相输⼊⼤于反相，则输出⾼电平，否则输出低电平。

电压⽐较器输⼊是线性量，⽽输出是开关（⾼低电平）量。

⼀般应⽤中，有时也可以⽤线性运算放⼤器，在不加负反馈的情况下，构成电压⽐较器来使⽤。

简单的电压⽐较器结构简单，灵敏度⾼，但是抗⼲扰能⼒差，因此我们就要对它进⾏改进。

改进后的电压⽐较器有：滞回⽐较器和窗⼝⽐较器。

运放，是通过反馈回路和输⼊回路的确定“运算参数”，⽐如放⼤倍数，反馈量可以是输出的电流或电压的部分或全部。

⽽⽐较器则不需要反馈，直接⽐较两个输⼊端的量，如果同相输⼊⼤于反相，则输出⾼电平，否则输出低电平。

电压⽐较器输⼊是线性量，⽽输出是开关（⾼低电平）量。

⼀般应⽤中，有时也可以⽤线性运算放⼤器，在不加负反馈的情况下，构成电压⽐较器来使⽤。

可⽤作电压⽐较器的芯⽚：所有的运算放⼤器。

常见的有LM324 LM358 uA741 TL081\2\3\4 OP07 OP27，这些都可以做成电压⽐较器（不加负反馈）。

LM339、LM393是专业的电压⽐较器，切换速度快，延迟时间⼩，可⽤在专门的电压⽐较场合，其实它们也是⼀种运算放⼤器。

电压⽐较器原理
⽐较器是由运算放⼤器发展⽽来的，⽐较器电路可以看作是运算放⼤器的⼀种应⽤电路。

由于⽐较器电路应⽤较为⼴泛，所以开发出了专门的⽐较器集成电路。

如下图所⽰，是由运算放⼤器组成的差分放⼤器电路，输⼊电压VA经分压器R2、R3分压后接在同相端，VB通过输⼊电阻R1接在反相端，RF为反馈电阻，若不考虑输⼊失调电压，则其输出电压VOUT与VA、VB及4个电阻的关系式为：
VOUT=（1+RF/R1）·R3/（R2+R3）VA-（RF/R1）VB。

若R1=R2，R3=RF，则
VOUT=RF/R1（VA-VB），RF/R1为放⼤器的增益。

当R1=R2=0，R3=RF=∞时，VOUT=∞。

增益成为⽆穷⼤，其电路图就形成（B）图的样⼦，差分放⼤器处于开环状态，它就是⽐较器电路。

从上图中可以看出，⽐较器电路就是⼀个运算放⼤器电路处于开环状态的差分放⼤器电路。

电压⽐较器和运放的区别
⼀是应⽤输⼊的区别，电压⽐较器两输⼊端⼀个接基准电压另⼀端接⽐较电压，运放则是可以单端输⼊也可平衡输⼊：⼆是电压⽐较器开环增益很⼤，运放相对较⼩：电压⽐较器由于开环增益很⼤当输⼊电压⾼于或低于基准低于是其输出是跳变的（即上升或下降沿很陡），运放输
出则是线性变化，再就是应⽤中有区别，为了⼯作稳定可靠，运放⼀般⽤负反馈，电压⽐较器则不加负反馈。