7.4电压比较器

模拟电子技术基础
教学内容
1 电压比较器的概述
2 单门限电压比较器
3 双门限电压比较器
4 窗口电压比较器
（2）特点：
⏹输入信号是连续变化的模拟量，输出为数字量“0”或“1”。

⏹运算放大器是工作在开环状态或正反馈状态，即工作在非线性区。

（1）定义：
将输入信号与基准电压相比较，比较的结果只有两个电平：高电平或低电平。

1 电压比较器的概述
◆单门限电压比较器◆双门限电压比较器
◆窗口比较器
◆同相输入◆反相输入
（3）类型：
◆集成运放开环状态◆集成运放正反馈状态
2单门限电压比较器
(1)反相输入的电压比较器
i REF o Z
u U u U >=-，i REF o Z
u U u U <=+，u o u i
+U OM -U OM
O
U REF
+U Z
-U Z (2)反相过零比较器U REF =0时称为过零比较器
(3)具有输入保护和输出限幅的单门限电压比较器
＋
－
u o
u i A
R 1R 2
D 1
D 2
±U Z
U REF
R 3D Z
电路特点：
①当A od 不够大时，高低电
平转换时的陡度减小。

②抗干扰能力差。

3双门限电压比较器
（1）电路组成及门限电压的计算
u o =+U Z 时，u i 对应的u P 值称为上门限电压值。

1
P Z
12
R u U R R =±+1
T+
Z
12
R U U R R =++1
T-Z
12
R U U R R =-+u o =-U Z 时，u i 对应的u P 值称为下门限电压值。

（2）画出电压传输特性曲线
P u Z D Z
±U R
2
R 1
R A i u o
u －＋
t
+
T U O
Z
U -Z
U +o u -T U O
t
i
u -
T U O
Z
U -Z
U +o
u i
u +
T U -
T U O Z
U -Z
U +o
u i
u +
T U O
Z
U -Z
U +i
u o
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1
T T+T-Z
12
2R U U U U R R ∆=-=+（4）回差电压ΔU T
1
T+
Z
12
R U U R R =++1
T-Z
12
R U U R R =-+＋
－
u o
u i
A
R 1
R 2
R
±U Z
D Z
u P
U REF
＋－
u o
u i
A
R 1
R 2
R ±U Z
u P
（5）比较器的应用
O O REF
U Z
U ﹣Z U +o u t
t i u 存在干扰时双门限电压比较器
存在干扰时单门限电压比较器
-
T U O O +T U Z
U ﹣Z U +o u t
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3窗口比较电压器
U t1>U t2
U t1采用反相输入，U t2采用同相输入。

若u i <U t2，则A 1输出低电平，A 2输出高电平，D 1截止，D 2导通，u o =+U Z 。

若u i >U t1，则A 1输出高电平，A 2输出低电平，D 1导通，D 2截止，u o =+U Z 。

若U t2<u i <U t1，则A 1、A 2均输出低电平，
D 1、D 2截止，u o =0。

VZ
2
A －
＋
2
R 1
R 2
D 2
t U 1
A o u i
u 1
D 1t U －
＋o u 2
t U 1
t U O
Z
U +i
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思考题
1如何判别是单门限电压比较器还是双门限电压比较器？
2双门限电压比较器和窗口电压比较器都有两个门限电压，区别是什么？。