电压比较器电路图
电压比较电路
十六 电压比较电路一、电压比较器的基本概念：电压比较器是对输入信号进行鉴幅与比较的电路，是组成非正弦波发生电路的基本单元电路，在测量和控制中有着相当广泛的应用。
电压比较器的功能是对两个输入电压的大小进行比较，并根据比较结果输出高、低两个电平。
此外，由于高电平相当于逻辑“1”，低电平相当逻辑“0”，所以比较器可作为摸拟与数字电路之间的接口电路.由于比较器输出只有两个状态，因此，用作比较器的运放将工作在开环或正反馈的非线性状态。
电压比较器的电路符号二、电压比较器的基本特性：1. 输出 高电平(U oH )和低电平(U oL )用运放构成的比较器，其输出的高电平U OH 和低电平U OL 可分别接近于正电源电压(U CC )和负电源电压(-U CC )。
2. 鉴别灵敏度理想的电压比较器，在高、低电平转换的门限U T 处具有阶跃的传输特性。
这就要求运放：实际运放的A Ud 不为无穷大。
在U T 附近存在着一个比较的不灵敏区。
在该区域内输出既非U OH ，也非U OL ，故无法对输入电平大小进行判别。
显然，A Ud 越大，则不灵敏区就越小，称比较器的鉴别灵敏度越高。
3.转换速度作为比较器的另一个重要特性就是转换速度，即比较器输出状态发生转换所需要的时间。
ud A =∞u u EEu -u +通常要求转换时间尽可能短，以便实现高速比较。
为此可对比较器施加正反馈，以提高转换速度。
理想集成运放非线性应用时的特点非线性应用的条件：运放开环或施加正反馈。
非线性应用特点：反相电压比较器 电路如图所示， 输入信号U i 加在反相端，参考电压U r 加在同相端。
i ＜ u r ， u o =u OH i ＞ u r ， u o =u OL当该电路的参考电压为零时，则为反相过零比较器。
0o CC oL o CC oHi i u u u U U u u u U U +--+-+==>≈-=<≈+=同相电压比较器电路如图所示，输入信号U i加在同相端，参考电压U r 加在反相端。
LM339比较器应用电路
lm339应用电路图：LM339集成块内部装有四个独立的电压比较器，该电压比较器的特点是：失调电压小，典型值为2mV；电源电压范围宽，单电源为2-36V，双电源电压为±1V-±18V；对比较信号源的内阻限制较宽；共模范围很大，为0~（Ucc-1.5V）Vo；差动输入电压范围较大，大到可以等于电源电压；输出端电位可灵活方便地选用。
LM339集成块采用C-14型封装，图1为外型及管脚排列图。
由于LM339使用灵活，应用广泛，所以世界上各大IC生产厂、公司竟相推出自己的四比较器，如IR2339、ANI339、SF339等，它们的参数基本一致，可互换使用。
LM339类似于增益不可调的运算放大器。
每个比较器有两个输入端和一个输出端。
两个输入端一个称为同相输入端，用“+”表示，另一个称为反相输入端，用“-”表示。
用作比较两个电压时，任意一个输入端加一个固定电压做参考电压（也称为门限电平，它可选择LM339输入共模范围的任何一点），另一端加一个待比较的信号电压。
当“+”端电压高于“-”端时，输出管截止，相当于输出端开路。
当“-”端电压高于“+”端时，输出管饱和，相当于输出端接低电位。
两个输入端电压差别大于10mV就能确保输出能从一种状态可靠地转换到另一种状态，因此，把LM339用在弱信号检测等场合是比较理想的。
LM339的输出端相当于一只不接集电极电阻的晶体三极管，在使用时输出端到正电源一般须接一只电阻（称为上拉电阻，选3-15K）。
选不同阻值的上拉电阻会影响输出端高电位的值。
因为当输出晶体三极管截止时，它的集电极电压基本上取决于上拉电阻与负载的值。
另外，各比较器的输出端允许连接在一起使用。
单限比较器电路图3为某仪器中过热检测保护电路。
它用单电源供电，1/4LM339的反相输入端加一个固定的参考电压，它的值取决于R1于R2。
UR=R2/（R1+R2）*UCC。
同相端的电压就等于热敏元件Rt的电压降。
快来看看电压比较器的电路构成、原理框图及引脚功能
快来看看电压比较器的电路构成、原理框图及引脚功
能
首先，电压比较器它可用作模拟电路和数字电路的接口，其次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。
电压比较器是对输入信号进行鉴别与比较的电路，是组成非正弦波发生电路的基本单元电路。
常用的电压比较器有单限比较器、滞回比较器、窗口比较器、三态电压比较器等。
电压比较器可以看作是放大倍数接近“无穷大”的运算放大器。
电压比较器的功能：比较两个电压的大小（用输出电压的高或低电平，表示两个输入电压的大小关系）：当”+”输入端电压高于”－”输入端时，电压比较器输出为高电平；当”+”输入端电压低于”－”输入端时，电压比较器输出为低电平；可工作在线性工作区和非线性工作区。
工作在线性工作区时特点是虚短，虚断；工作在非线性工作区时特点是跳变，虚断；由于比较器的输出只有低电平和高电平两种状态，所以其中的集成运放常工作在非线性区。
从电路结构上看，运放常处于开环状态，又是为了使比较器输出状态的转换更加快速，以提高响应速度，一般在电路中接入正反馈。
电压比较器的原理框图及其引脚功能
电压比较器内部含输入级、中间放大器和输出级电路，我们需要掌握的是输入端和输出端之间的关系，由此分析电路原理和找到故障检测方法。
如前述，运算放大器开环应用时，即为（不太精确的）电压比较器。
但放大器的比较特性并不理想，专业的设计和专业的性能需要由专业器件来保障，在应用到电压比较器的场所，大多还是采用专用的电压比较器。
其中，集电极开。
LM311电压比较器(含内部电路图,参数)
LM311 LM211中文资料时间：2009-08-06 20:01:15 来源：资料室作者：LM111/LM211/LM311电压比较器集成电路该LM111，LM211和LM311的电压比较器设计运行在更宽的电源电压：从标准的±15V运算放大器到单5V电源用于逻辑集成电路。
其输出兼容RTL,DTL和TTL以MOS电路。
此外，他们可以驱动继电器，开关电压高达50V，电流高达50mA。
LM111 LM211 绝对最大额定值：Total Supply Voltage (V84) 总供给电压（V84）36VOutput to Negative Supply Voltage (V74)输出到负电源电压（V74）50VGround to Negative Supply Voltage (V14)地到负电源电压（v14)30VDifferential Input Voltage 差分输入电压±30VInput Voltage (Note 4) 输入电压（注4）±15VOutput Short Circuit Duration 输出短路持续时间10秒10 secOperating Temperature Range 工作温度范围LM111−55℃ to 125℃LM211−25℃ to 85℃LM111 LM211 电气特性：P ar a m et er 参数Conditions测试条件Min最小Typ典型Max最大Units单位In p TA0.73.mVut Of fs et V ol ta g e 输入偏移电压（注7）= 2 5℃, R S ≤5 0 kIn p ut Of fset C ur re nt 输入失调电流TA=25℃4.1nAIn put Bi as C ur re nt 输TA=25℃61nA入偏置电流V ol tag e G ai n 电压增益TA=25℃42V/mVR es p o ns e Tim e ( N ot e 8) 响应时间（注8）TA=25℃2nsS at ur at io n VIN≤−5mV,0.751.5Vol ta g e 饱和电压O U T = 5 0 m A T A = 2 5℃St ro b eO N C ur re nt ( N ot e 9)TA=25℃2.5.mAO ut p ut Le a k a g e C ur re nt VIN≥5mV,VOUT=35V0.21nA出漏电流A = 2 5℃,I S T R O B E = 3 m AIn p ut Of fs et Vol ta g e 输入偏移电压（注7）RS≤5k4.mVIn put Of fs et C 2nAur re nt 输入失调电流（注7）In p ut Bi as Cur re nt 输入偏置电流15nAIn p ut V ol ta g e R a n g e 输入电压V+=15V,V−=−15V,Pin7P−14.513.8,-14.713.V。
电压比较器及整形电路
电压比较器及整形电路
图❤中有两个电压比较器，分别为同相输入和反相输入,它们的参考电压UR1<UR2，且均为正值，图❤为其波形图，其中f 是计数器的清零信号,即每次计数前,由它使计数器清零。
（１）选择电路 图❤中集成运算放大器选用LM324,单电源供电，电源电压为+15V 。
由于324的响应速度比较慢，所以用施密特反相器CT74LS14整形，分压电阻R15，R16，R17，R18是为了保证324的输出电压和TTL 电平兼容。
（2） 估算电阻值 图❤所示电路中参考电压UR1和UR2为
CC 10
98101R V R R R R U ++= CC 1098109R2V R R R R U +++=
R 根据图❤电路的要求，UR1=Vcc/5,UR2=Vcc/3,若取R8=10k Ω，则可计算出R9和R10之值，取R9=2k Ω，R10=3k Ω，均用金属膜电阻器。
查阅器件手册可知LM324的高电平输出电流和CT74LS14的低电平输入电流，根据此可选择电阻R15=R17=2k Ω，R16=R18=1k Ω，均选用碳膜电阻器。
四比较器LM339应用电路图
lm339应用电路图LM339集成块内部装有四个独立的电压比较器，该电压比较器的特点是：失调电压小，典型值为2mV；电源电压范围宽，单电源为2-36V，双电源电压为±1V-±18V；对比较信号源的内阻限制较宽；共模范围很大，为0~（Ucc-1. 5V）Vo；差动输入电压范围较大，大到可以等于电源电压；输出端电位可灵活方便地选用。
LM339集成块采用C-14型封装，图1为外型及管脚排列图。
由于LM339使用灵活，应用广泛，所以世界上各大IC生产厂、公司竟相推出自己的四比较器，如IR2339、ANI339、SF339等，它们的参数基本一致，可互换使用。
LM339类似于增益不可调的运算放大器。
每个比较器有两个输入端和一个输出端。
两个输入端一个称为同相输入端，用“+”表示，另一个称为反相输入端，用“-”表示。
用作比较两个电压时，任意一个输入端加一个固定电压做参考电压（也称为门限电平，它可选择LM339输入共模范围的任何一点），另一端加一个待比较的信号电压。
当“+”端电压高于“-”端时，输出管截止，相当于输出端开路。
当“-”端电压高于“+”端时，输出管饱和，相当于输出端接低电位。
两个输入端电压差别大于10mV就能确保输出能从一种状态可靠地转换到另一种状态，因此，把LM339用在弱信号检测等场合是比较理想的。
LM339的输出端相当于一只不接集电极电阻的晶体三极管，在使用时输出端到正电源一般须接一只电阻（称为上拉电阻，选3-15K）。
选不同阻值的上拉电阻会影响输出端高电位的值。
因为当输出晶体三极管截止时，它的集电极电压基本上取决于上拉电阻与负载的值。
另外，各比较器的输出端允许连接在一起使用。
单限比较器电路图2a给出了一个基本单限比较器。
输入信号Uin，即待比较电压，它加到同相输入端，在反相输入端接一个参考电压（门限电平）Ur。
当输入电压Uin>Ur时，输出为高电平UOH。
图2b为其传输特性。
电压比较器
•uo
•+Uz
•UT2 •0
•-Uz
•UT1 •ui
•特点：输出端从高电平跳变到低电平对应的阈值电 压与从低电平跳变到高电平对应的阈值电压不同！
•例:设输入为正弦波, 画出输出的波形。
•1、电路构成
•uO
•UOH
•uI •URL •URH
• 窗口比较器的特点是ui单方向变化时可以使uo 产生两次跳变。其电压传输特性如图。
• 该电路由 两个单门限比 较器接成同相 、反相输入形 式构成的。
• 图中使uRH>uRL，D1、D2作用是防止电流回流
损坏运放，电阻、稳压管为限流和电平匹配设置。
•三、滞回比较器（施密特触发器）
• 单门限电压比较器结构简单，灵敏度高。但抗 干扰能力差，如输入电压在uT附近时会造成uo反复 跳动，造成比较器工作不稳定。
• 为解决这一问题，可将比较器设置两个阈值， 只要干扰信号不超过这两个阈值比较器就不会跳变， 从而提高比较器的抗干扰能力。利用这种思想设计出 来的电压比较器称为滞回比较器。或称施密特触发器
电压比较器
2020年4月29日星期三
一、概述
1、概念及构成
• 通过对两输入电压的相对比较，在输出 端得到高电平或低电平结果的电路器件。
•+Uo •vo
m
•0 •VREF•vi
•-Uom •uo与ui的函数关系uo=f(ui)称为电压传输特性。 •引起uo发生跳变得参考电压称为阈值电压（ 或门槛电压），记为uT。
若•只U有i >一U个T 阈时值，电VO压=uVTO的H比较器，传输曲线•v如o 图。
LM324电压比较器电路图和应用
电压比较器基本原理及设计应用本文主要介绍电压比较器基本概念、工作原理及典型工作电路，并介绍一些常用的电压比较器。
电压比较器(以下简称比较器)是一种常用的集成电路。
它可用于报警器电路、自动控制电路、测量技术，也可用于V/F变换电路、A/D变换电路、高速采样电路、电源电压监测电路、振荡器及压控振荡器电路、过零检测电路等。
什么是电压比较器简单地说，电压比较器是对两个模拟电压比较其大小(也有两个数字电压比较的，这里不介绍)，并判断出其中哪一个电压高，如图1所示。
图1(a)是比较器，它有两个输入端：同相输入端(“+”端) 及反相输入端(“-”端)，有一个输出端Vout(输出电平信号)。
另外有电源V+及地(这是个单电源比较器)，同相端输入电压VA，反相端输入V B。
VA和VB的变化如图1(b)所示。
在时间0～t1时，VA>VB；在t1～t2时，VB>VA；在t2～t3时，VA>VB。
在这种情况下，Vout的输出如图1(c)所示：VA>VB时，Vout输出高电平(饱和输出)；VB>VA时，Vout输出低电平。
根据输出电平的高低便可知道哪个电压大。
如果把VA输入到反相端，VB输入到同相端，VA及VB的电压变化仍然如图1(b)所示，则Vout输出如图1(d)所示。
与图1(c)比较，其输出电平倒了一下。
输出电平变化与VA、VB的输入端有关。
图2(a)是双电源(正负电源)供电的比较器。
如果它的VA、VB输入电压如图1(b)那样，它的输出特性如图2(b)所示。
VB>VA时，Vout输出饱和负电压。
如果输入电压VA与某一个固定不变的电压VB相比较，如图3(a)所示。
此VB称为参考电压、基准电压或阈值电压。
如果这参考电压是0V(地电平)，如图3(b)所示，它一般用作过零检测。
常见电压比较器分析比较
常见电压比较器分析比较电压比较器通常由集成运放构成,与普通运放电路不同的就是,比较器中的集成运放大多处于开环或正反馈的状态。
只要在两个输入端加一个很小的信号,运放就会进入非线性区,属于集成运放的非线性应用范围。
在分析比较器时,虚断路原则仍成立,虚短及虚地等概念仅在判断临界情况时才适应。
一、零电平比较器(过零比较器)电压比较器就是将一个模拟输入信号ui与一个固定的参考电压UR进行比较与鉴别的电路。
参考电压为零的比较器称为零电平比较器。
按输入方式的不同可分为反相输入与同相输入两种零电位比较器,如图1(a)、(b)所示图1 过零比较器(a)反相输入;(b)同相输入通常用阈值电压与传输特性来描述比较器的工作特性。
阈值电压(又称门槛电平)就是使比较器输出电压发生跳变时的输入电压值,简称为阈值,用符号UTH表示。
估算阈值主要应抓住输入信号使输出电压发生跳变时的临界条件。
这个临界条件就是集成运放两个输入端的电位相等(两个输入端的电流也视为零),即U+=U–。
对于图1(a)电路,U–=Ui, U+=0, UTH=0。
传输特性就是比较器的输出电压uo与输入电压ui在平面直角坐标上的关系。
画传输特性的一般步骤就是:先求阈值,再根据电压比较器的具体电路,分析在输入电压由最低变到最高(正向过程)与输入电压由最高到最低(负向过程)两种情况下,输出电压的变化规律,然后画出传输特性。
二、任意电平比较器(俘零比较器)将零电平比较器中的接地端改接为一个参考电压UR(设为直流电压),由于UR的大小与极性均可调整,电路成为任意电平比较器或称俘零比较器。
图2 任意电平比较器及传输特性(a)任意电平比较器;(b)传输特性图3 电平检测比较器信传输特性(a)电平检测比较器;(b)传输特性电平电压比较器结构简单,灵敏度高,但它的抗干扰能力差。
也就就是说,如果输入信号因干扰在阈值附近变化时,输出电压将在高、低两个电平之间反复地跳变,可能使输出状态产生误动作。
电压比较器(过零比较器)
一、实验目的
1、掌握电压比较器的分析及其计算 2、学习测试比较器的方法
电压比较器
二、实验仪器
1、双踪示波器 2、信号发生器 3、数字万用表 4、直流电源。
三、实验原理及测量方法
电压比较器（通常称为比较器）的功能是比较两个电压的大小。例如，将一 个信号电压 Ui 和另一个参考电压 Ur 进行比较，在 Ui>Ur 和 Ui<Ur 两种不同情 况下，电压比较器输出两个不同的电平，即高电平和低电平。常用的电压比较器 有简单电压比较器、滞回电压比较器和窗口电压比较器。 1、过零比较器 过零比较器是将信号电压 Ui 与参考电压零进行比较。如图 1（a）所示，电路由 集成运放构成。对于高质量的集成运放而言，其开环电压放大倍数很大，输入偏 置电流、失调电压都很小。若按理想情况（Aod=无穷大， I IB =0,Uio=0）考虑时， 则集成运放开环工作时 当 Ui>0 时，Uo 为低电平 Ui<0 时，Uo 为高电平 集成运放输出的高低电平值一般为最大输出正负电压值 Uom
四实验内容1过零比较器1连接图1a实验电路检查无误后接通12v2测量当ui悬空时uo的值3调节信号源使输出频率为100hz有效值为1v的正弦波信号并输入至ui端用示波器观察比较器的输入ui与输出uo波形并记录4改变信号发生器的输出电压ui幅值用示波器观察uo变化测出电压传?直流电源3输特性曲线2反向滞回比较器1连接图2a所示实验电路接通直流电源测出uo由高电平变为低电平时的阈值2同上测出uo由低电平变为高电平时的阈值3将信号发生器接入ui并使之输出频率为500hz电压有效值为1v的正弦波信号用示波器观察比较器的输入ui与输出uo波形并记录3同向滞回比较器1连接图3所示实验电路参照反向滞回比较器的测试方法自拟实验步骤及方法2将实验结果与反向滞回比较器的理论分析结果进行比较分析误差产生原因u17413247651r110kr2r451kd11z62d21z62vcc12vvcc112vxfg1xsc1abexttrig10kr3100k450032vccvcc1106图3同向滞回比较器五实验结果及分析1过零比较器1连接图1a实验电路检查无误后接通12v2当ui悬空时测量uo的值实验结果
第六章第10个知识点 简单电压比较器
电压比较器输入电压是模拟信号；输出电压表示比较的结果，只有高电平和低电平两种情况，为二值信号。
使输出产生跃变的输入电压称为阈值电压。
U o理想集成运算放大器I -=0I +=0U+U -A od_+描述方法：电压传输特性u O ＝f (u I )电压传输特性的三个要素：输出高电平U OH 和输出低电平U OL门限电压U B （基准电压、阈值电压）输入电压过门限电压时输出电压跃变的方向电压比较器电路特征：集成运放处于开环或仅引入正反馈，所以输出输入不是线性关系。
理想运放工作在非线性区的特点：净输入电流为0u +> u -时，u O ＝＋U OMu +< u -时，u O ＝－U OM电压比较器有缘学习更多＋谓ｙｇｄ３０７６或关注桃报：奉献教育（店铺）简单电压比较器电路如图所示，U I 为输入信号，U R 为基准电压。
简单电压比较器R 2U R u I u O R 1_+简单电压比较器电路图当u I >U R 时，U O =-U Om ；当u I <U R 时，U O =+U Om 。
电压传输特性如图(b )所示如果U R =0，则称为过零比较器。
R 2U R u I u O R 1_+(a )电路图U I U R U OO+U Om (b )传输特性-U Om 理想实际简单电压比较器电压比较器的分析方法：(1) 写出u+、u-的表达式，令u+＝u-，求解出的u I即为U T；(2) 根据输出端限幅电路决定输出的高、低电平；(3) 根据输入电压作用于同相输入端还是反相输入端决定输出电压的跃变方向。
u O R 2R 1u I _+具有输入保护和输出限幅的过零比较器A不可缺少输出±U Z防止输入信号过大损坏集成运放必要的限流限流电阻如果希望减小比较器的输出幅值，可在比较器的输出回路加限幅电路。
如图所示电路输出端就是利用稳压管的限幅电路。
二极管限幅电路使净输入电压最大值为±U D R 4有缘学习更多＋谓ｙｇｄ３０７６或关注桃报：奉献教育（店铺）简单电压比较器有两个缺点：(1) 当实际集成运放的A Od 不是非常大时，传输特性将如图中虚线所示，高低电平转换部分的陡度减小，使得比较器的灵敏度降低。
LM393中文资料工作原理教学文案
L M393中文资料工作原理精品资料 仅供学习与交流，如有侵权请联系网站删除谢谢2 lm393(电压比较器原理)2010-05-10 1:46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？下面我给大家介绍一下，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。
《lm339电压比较器电路图》《lm339应用电路》图1所示为一最简单的电压比较器，UR 为参考电压，加在运放的同相的输入端，输入电压ui 加在反相的输入端。
<电压比较器原理原理图>(a)电路图 (b)传输特性当ui ＜UR 时，运放输出高电平，稳压管Dz 反向稳压工作。
输出端电位被其箝位在稳压管的稳定电压UZ ，即 uO ＝UZ当ui ＞UR 时，运放输出低电平，DZ 正向导通，输出电压等于稳压管的正向压降UD ，即 uo ＝－UD因此，以UR 为界，当输入电压ui 变化时，输出端反映出两种状态，高电位和低电位。
表示输出电压与输入电压之间关系的特性曲线，称为传输特性。
图3－1(b)为(a)图比较器的传输特性。
常用的电压比较器有过零电压比较器、具有滞回特性的过零比较器、滞回电压比较器，窗口（双限）电压比较器。
LM339常用来构成各种电压比较器集成电压比较器简介：作用：可将模拟信号转换成二值信号，即只有高电平和低电平两种状态的离散信号。
应用：作为模拟电路和数字电路的接口电路。
特点：比集成运放的开环增益低，失调电压大，共模抑制比小；但其响应速度快，传输延迟时间短，而且不需外加限幅电路就可直接驱动TTL 、CMOS 和ECL 等集成数字电路；有些芯片带负载能力很强，还可直接驱动继电器和指。
电压比较器ppt课件
按照结构分
由集成运放构成 集成电压比较器 有通用型、高速型、低功耗 型、低电压型和高精度型等。 自学
工作速度慢、带宽 窄且输出与其它电 路的兼容性差。
8.2.1 单限电压比较器
1. 过零电压比较器
输出只有高电平和低电平两种值。 比较器的输出电平发生跳变所对应的输入电压值称为门限电压。
输入信号从反相端加入，当输入从小增大过门限电压时，输出 从高电平跃变为低电平，称之为反相输入单限比较器。
R2 20 令uN = 0，可得 U T U REF 2 V 4 V R1 10
由于信号从反相端输入，故 当 uI < 4V 时， uO =UOH=6V 当uI > 4V 时， uO =UOL= 6V 因此可作出电压传输特性如图所示
8.2.2 迟滞比较器
也称施密特触发器。抗干扰能力强
由于是反相输入迟滞比较器， 因此可画出电压传输特性和 相应输出波形如图所示。
例8.2.2
图中，UREF =3V， UZ =6V， R1 =40k， R2 =10k， R =8k，试画出电压传输特性和输出电压波形。
解： 由图可得
UTH U TL 40 3 V 10 6 V 3.6V 40 10 40 10
按照功能特点分单限电压比较器迟滞电压比较器窗口电压比较器按照结构分由集成运放构成集成电压比较器有通用型高速型低功耗型低电压型和高精度自学工作速度慢带宽窄且输出与其它电路的兼容性电压比较器概述821输出只有高电平和低电平两种值
8.2 电压比较器
概述 8.2.1 单限电压比较器
8.2.2 迟滞比较器 *8.2.3 窗口比较器 *8.2.4 集成电压比较器
U TH
U REF R1 U Z R2 UP R1 R2 R1 R2
MOS集成电压比较器
MOS集成电压比较器电压比较器是用于比较两模拟输入信号电压相对大小的电路，是一种模拟输入、数字输出的模拟电路。
采用高增益的集成运放可用来比较两模拟信号，而直接采用集成电压比较器，能获得更高的比较性能，而且使用更为方便。
集成电压比较器已成为模拟集成电路中的重要单元电路。
MOS 电压比较器包括差动比较、放大及输出锁存等电路。
电路设计时利用MOS 技术易于将模拟电路和数字电路兼容于同一芯片上的特点，内设时钟振荡器及开关电路，使放大、输出级分时工作，即工作于斩波稳零方式，使失调电压Vos 大大地降低，构成自稳零电压比较器。
一、NMOS 自稳零电压比较器图1 为全NMOS 自稳零电压比较器原理电路（时钟、振荡器没画出）及其等效电路。
其中，T2 和T1、T5、T6、T7、T8 构成分别受时钟和控制的开关SWB 和SWA1、SWA2、SWA3、SWA4、SWA5。
T9 和T10、T11 和T12、T13 和T14、T15 和T16 各构成E/E 型共源放大级A1、A2、A3、A4，级间采用电容耦合，不存在直流失调电压及其温漂。
T17~T19 构成仅在时钟期间才有输出的选通输出级。
T3、T4 构成偏置电路，产生偏置电压Vbias。
T20~T23 分别与开关管T5~T8 对称，用于补偿开关管栅漏电容Cgd 引入的时钟驱动的微分尖峰。
图1 NMOS 自稳零电压比较器原理电路及其等效电路从图1 可知，基准信号VR 和比较信号vI 是在时钟、控制下分时输入进行比较。
在时钟正半周（则为负半周）期间，SWA 闭合，SWB 断开，vI 经SWA1 输送到C1 左端；而偏置电压Vbias 经SWA2~SWA5 接到放大极A1~A4。
电压比较器的设计与调测Multisim仿真
电压比较器的设计与调测Multisim 仿真电压比较器的设计与调测班级：XXXXXXXXXX 学号：XXXXXXXXXX姓名：XX(1) 波形转换电路的测量电路原理图：函数发生器参数设置: 固額应生器-XFG1 X设置上升/FP?时间普通示波器波形显示:示適話-xsn（2）湿度调控电路的测量①静态调测电路原理图（LED1是绿灯，LED2是红灯）：n * 门牛 rz^TiBff- ・nrh Lria! u-fa 间o o o时反向保有外絶发标度: 5C-0 Dr.lilB制黒|s 忡交流 0 'W^l -•单欠 正常 自动 无工轴位移（格” [0—添加B/A A/B通童" 通道」a.OQQ V 166. &20 mVu.O J0 ■! 166.528mV0.000 V0.0M VMA学轴位移（格” |口融岌 边沿: 水平£E E B Ext当（乞由大变小）时电路状态如下:当比二lOOkd （比•由小变大）时电路状态如下：②动态调测电路原理图:函数发生器参数设置:團額应生器-XFGT X玻形设置上升丿下阵时间普通示波器波形显示:Uth — 16/1, U——1.6/1.满足设计要求。
(3)专用电压比较器电路的调测由波形知图可函数发生器参数设置:玻形普国+示波器波形显示:叵向TL *T1两时间O.QQQs0.000?通51」0.QQQV □.000 V 通這/ 乐T&2站4.752VT2^ri0,000s0.000 V0.000 V保存外神发011通追A刻度：500 mV^Jiv1MB刻嶷 5 V/Drv¥轴位移㈱：K Y轴位移（:格）：也_____交济c）[歸交流0「盲涼1 -袖岌边沿：EE [A][B Ext 水平：|Q|~v~輕]|正當II自动〕无L。
15 单门限电压比较器[7页]
![15 单门限电压比较器[7页]](https://img.taocdn.com/s3/m/272a5755ac02de80d4d8d15abe23482fb4da0234.png)
（理想运放的开环增益无穷大）
R b1 _
a. 当 时，
+ _
b2 +
+
_
b. 当 时，
4) 传输特性
O uI与零电平（电位）进行比较，故称 为零电平比较器。
7.5 电压比较器
5) 电路存在的问题
R b1 _
+ _
b2 +
+
_
a. 输出电压基本由电源电压确定。
b. 输出电平易受电源波动、饱和深度的影响。
7.5 电压比较器
单门限比较器抗干扰性能差的波形图
干扰
O
t
误动作
输出电压
O
t
7.5 电压比较器
1. 电压比较器的基本概念
电压比较器是用来比较输入电压相对大小的电路。 电压比较器至少有两个输入端和一个输出端。其中一个输入端接参考电 平（或基准电压），另一个接被比较的输入信号。
当输入信号略高于或低于参考电压时，输出电压将发生跃变，但输出信号 只有两种可能的状态，不是高电平，就是低电平。所以，比较器输入的是 模拟信号，输出的则是数字信号，它是模拟电路与数字电路之间的接口电 路。
电压比较器广泛应用于波形变换、A/D转换、数字仪表、自动检测与控 制等各个方面。
7.5 电压比较器
2. 单门限电压比较器 (1) 零电平比较器
1) 电路组成 2) 电路特点
R b1 _
+
_
b2 +
+ _
a. 运放工作于开环状态
b.
，
c. 输出电压uO ≈ ±VCC
7.5 电压比较器
3) 工作原理
c. 输出电平不易改变。
7.5 电压比较器
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电压比较器电路图
单限比较器电路
OH。
图1B为其传输特性。
图3为某仪器中过热检测保护电路。
它用单电源供电，1/4LM339的反相输入端加一个固定的参考电压，它的值取决于R1于R2。
UR=R2/（R1+R2）*UCC。
同相端的电压就等于热敏元件RT的电压降。
当机内温度为设定值以下时，“+”端电压大于“-”端电压，UO为
高电位。
当温度上升为设定值以上时，“-”端电压大于“+”端，比较器反转，UO输出为零电位，使保护电路动作，调节R1的值可以改变门限电压，既设定温度值的大小。
图3
迟滞比较器
图1
不难看出，当输出状态一旦转换后，只要在跳变电压值附近的干扰不超过ΔU之值，输出电压的值就将是稳定的。
但随之而来的是分辨率降低。
因为对迟滞比较器来说，它不能分辨差别小于ΔU的两个输入电压值。
迟滞比较器加有正反馈可以加快比较器的响应速度，这是它的一个优点。
除此之外，由于迟滞比较器加的正反馈很强，远比电路中的寄生耦合强得多，故迟滞比较器还可免除由于电路寄生耦合而产生的自激振荡。
图2
图3为某电磁炉电路中电网过电压检测电路部分。
电网电压正常时，1/4LM339的U4<，U5=，输出开路，过电压保护电路不工作，作为正反馈的射极跟随器BG1是导通
的。
当电网电压大于242V时，U4>，比较器翻转，输出为0V，BG1截止，U5的电压就完全决定于R1与R2的分压值，为，促使U4更大于U5，这就使翻转后的状态极为稳定，避免了过压点附近由于电网电压很小的波动而引起的不稳定的现象。
由于制造了一定的回差（迟滞），在过电压保护后，电网电压要降到242-5=237V时，U4<U3，电磁炉才又开始工作。
这正是我们所期望的。
图3
双限比较器（窗口比较器）
R1<UIN<UR2），输出为高电位（UO=UOH）。
当UIN不在门限电位范围之间时，（UIN>UR2或UIN<UR1）输出为低电位（UO=UOL），窗口电压ΔU=UR2-UR1。
它可用来判断输入信号电位是否位于指定门限电位之间。
用LM339组成振荡器。