电压比较器5
电压比较器
电压比较器
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；
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。
LM339的引脚图如下：
LM339。
电压比较器的工作原理
电压比较器的工作原理电压比较器的工作原理主要基于比较输入电压与参考电压的大小。
一般情况下，电压比较器有两个输入端，一个是非反相输入端（+），一个是反相输入端（-），以及一个输出端。
当非反相输入端的电压高于反相输入端的电压时，输出端会输出高电平信号；反之，则输出低电平信号。
这种工作原理使得电压比较器可以用于检测电压的大小关系，并输出相应的控制信号。
电压比较器的工作原理可以通过一个简单的比较器电路来理解。
比较器电路一般由一个运算放大器和一些反馈电阻构成。
当输入电压加在非反相输入端时，反馈电阻会将输出电压回馈到反相输入端，从而使得非反相输入端的电压与反相输入端的电压进行比较。
当输入电压高于参考电压时，输出电压会趋向于正饱和电压；反之，输出电压会趋向于负饱和电压。
这种反馈机制使得比较器可以实现高精度和高速的电压比较功能。
除了基本的电压比较功能，电压比较器还具有一些特殊的工作特性。
例如，电压比较器的输出可以是开漏输出或者推挽输出，这取决于电路设计中使用的输出级。
开漏输出的电压比较器可以实现电平转换和电流驱动功能，适用于需要控制外部负载的场合；而推挽输出的电压比较器则可以直接驱动负载，具有更高的输出功率和速度。
此外，电压比较器还可以实现滞回特性，即在输入电压超过一定阈值时，输出状态发生瞬时变化，这可以有效抑制输入信号的噪声干扰，提高电路的稳定性和可靠性。
滞回特性使得电压比较器在开关控制和触发器等电路中得到广泛应用，例如在模拟电压比较器中，可以实现开关控制和触发器等功能。
总之，电压比较器是一种重要的电子元件，其工作原理和特性对于电子工程师来说至关重要。
通过理解电压比较器的工作原理，我们可以更好地应用它来设计和实现各种电子电路，提高电路的性能和可靠性。
希望本文能够帮助读者更好地理解电压比较器，并在实际应用中发挥其作用。
电压比较器与应用
03
使用模拟电路实现
通过模拟电路的方式实现 电压比较器，可以获得较 好的性能和精度。
使用数字电路实现
通过数字电路的方式实现 电压比较器，可以简化电 路设计并提高可靠性。
使用集成芯片实现
使用集成芯片实现电压比 较器，可以方便地实现复 杂的电路功能，并降低成 本。
电压比较器的优化策略
优化阈值电压
通过优化阈值电压，可以 提高比较器的精度和响应 速度。
电压比较器与应用
目 录
• 电压比较器简介 • 电压比较器的应用 • 电压比较器的性能参数 • 电压比较器的设计与实现 • 电压比较器的常见问题与解决方案 • 电压比较器的发展趋势与展望
01
CATALOGUE
电压比较器简介
电压比较器的定义
总结词
电压比较器是一种电子器件，用于比 较两个电压的大小，并根据比较结果 输出相应的电信号。
输入阻抗
指电压比较器对输入信号的阻抗大小。
输入失调电压
指输入端为零时，输出端不为零的电压值。
输入失调电压的温度系数
指输入失调电压随温度变化的程度。
输出电压范围
01
输出电压范围
指电压比较器的输出电压可达到 的范围。
03
输出驱动能力
指电压比较器能够驱动的负载电 流大小。
02
输出阻抗
指电压比较器输出端的阻抗大小 。
详细描述
电压比较器由运算放大器（Op-Amp）或类似结构的电路组成。当输入电压高于 参考电压时，比较器的输出端与正电源（VCC）接通，输出高电平；当输入电压 低于参考电压时，比较器的输出端与负电源（VSS）接通，输出低电平。
电压比较器的分类
总结词
根据工作原理和应用需求，电压比较器可分为模拟比较器和数字比较器两大类。
电压比较器
电压比较器电压比较器，三端元件（两输入端，一输出端），输入为模拟信号，输出为数字信号。
一、基本电路和相关定义1、电压（电平）比较器的身份定义电压比较器是一种用来比较两个或两个以上模拟电平，并给出比较结果（可用数字量的1、0来表示）的功能部件。
可作为模拟电路和数字电路之间接口的一种电路，即模拟－数字转换器。
所有运算放大器，均处于负反馈的闭环状态之下。
一旦处于开环，因其无穷大电压放大倍数之故，势必使其输出级处于“饱和”或“截止”的两个极端状态，而不再具备放大器的特征。
但在某些应用场合，恰恰需要利用放大器开环时输出级所表现出的这种极端状态，如将两个或两个以上模拟量输入量进行比较，将两者（或两者以上）的大小分别用高电平（逻辑1）和低电平（逻辑0）表示，以完成将电平差转换为数字表的转换。
其输入、输出已不存在线性关系。
如果有一种器件，是专业从事输入电压比较而输出开关量信号的，该器件就叫做电压比较器。
因而该类器件既不归属于线性（模拟）电路类别，也不归属于数字电路类别。
从输入看，尚具备线性电路特点；从输出看，已为典型的数字电路特点。
其身份尴尬：非线性模拟电路（又是一个矛盾性定义，既为模拟，又何来非线性？）。
比较器有模拟和数字电路的两重特性，是集成了二者之长吗？与二者相比，各有什么特点？它们能否相互替代呢？12+-ININO UTVREFO UT+-INVREFO UT321321RPN1N2RPa 、反相器b 、运放电路c 、比较器电路图1-1 比较器和数字电路、运放电路1）反相器以数字电路中的TTL 产品中的反相器为例。
反相器是如何识别输入信号的高、低电平呢？肯定有一个潜在的比较基准。
器件典型供电Vcc 为+5V ，当输入电压低于1.5V （30%Vcc 以下，比较基准之一）时，为输入低电平信号，此时输出端为高电平状态；当输入电压高于3.5V （60%Vcc 以上，比较基准之二）时，为高电平信号输入，此时输出端为代电平状态；当输入信号在低于3.5V 高于1.5V 的范围之内，会引起识别混乱或无法识别，从而不能确定输出状态（因此这一输入电压范围也被称为非法信号）。
5-电压比较器与振荡电路
_
A=3 + +
同 相 放 大 器 uo
因为： j A 在 f0 处
0
jF 0 ,
满足相位条件：
jA + jF 0
振幅条件： AF=1
C
输出正弦波频率：
A=3
1 F 3
1 f0 பைடு நூலகம்pRC
Rf A 1+ R1
Rf 2 R1
例题:R=1k，C=0.1F， R1=10k。Rf为多大时才 能起振？振荡频率f0=？ 起振条件： 1 AF=1， F
Uf Z2 F U o Z1 + Z 2
Uf
R2
C2
Uf 1 U O (1 + R1 + C 2 ) + j (w R1C 2 1 ) w R 2 C1 R 2 C1
1 当 w R1C2 w R2C1
时，相移为0。
RC串并联网络的频率特性曲线
RC桥式振荡器的工作原理：
文 氏 桥 选 频 电 路 R Rf uo R C R1
3. 几种常用的电压比较器
（1）单门限比较器：只有一个阈值电压 （2）滞回比较器：具有滞回特性 输入电压的变化方向不同，阈值电压也不同，但输入电压 单调变化使输出电压只跃变一次。回差电压 U UT1 UT2
（3）窗口比较器： 有两个阈值电压，输入电压单调变化时输出电压跃变两次。
4、运放工作在非线性状态基本分析方法
五、集成比较器
某型号集成比较器的等效电路
⑧ ③
+ VCC
⑦ ③
③ ⑦ ②
+
①
⑦
② ④
VEE
《电压比较器的应用》课件
在绘制完版图后，检查版图是否符合设计规则， 确保版图的正确性和可制造性。
电压比较器的仿真与测试
建立仿真模型
根据电路设计和版图布局，建立电压比较器的仿真模 型。
进行仿真测试
使用仿真软件对电压比较器进行仿真测试，观察电路 的性能指标是否满足设计要求。
进行实际测试
在实际环境中，搭建测试平台对电压比较器进行实际 测试，验证其性能和可靠性。
研究方向二
研究电压比较器的数字化控制技术，实现智能化 和自适应调节。通过引入数字信号处理技术，对 电压比较器的输出信号进行数字化处理，提高其 抗干扰能力和稳定性。
研究方向四
研究电压比较器的可靠性技术，以提高其在复杂 环境下的稳定性和可靠性。通过加强器件可靠性 设计、优化电路布局和布线等措施，提高电压比 较器的抗干扰能力和稳定性。
选择合适的比较器芯片
根据输入信号范围、精度要求和功耗等因素，选择合适的比较器芯 片。
设计比较器电路
根据比较器芯片的规格书，设计比较器电路，包括输入级、放大器 和输出级等部分。
电压比较器的版图设计
设计版图布局
根据电路设计，合理规划版图布局，确保电路元 件之间的连接关系正确、紧凑。
绘制版图
使用EDA工具，按照电路元件的连接关系，逐一 绘制每个元件的版图。
详细描述
功耗是指电压比较器在工作过程中所消耗 的能源量，通常以功率或能量消耗来表示 。功耗的大小直接影响到比较器的发热、 效率以及电源的负载能力。在节能减排和 绿色环保的背景下，功耗已经成为评价电 子设备性能的重要指标之一。
04
电压比较器的设计与实现
电压比较器的电路设计
确定输入信号范围
根据应用需求，确定电压比较器的输入信号范围，以便选择合适 的比较器芯片或自行设计电路。
什么是电压比较器的输入偏置电流
什么是电压比较器的输入偏置电流电压比较器是一种重要的电子元件，在电路设计和信号处理中起着至关重要的作用。
而其中的输入偏置电流更是电压比较器的一个重要参数，本文将围绕着“什么是电压比较器的输入偏置电流”展开论述。
1. 电压比较器的基本原理电压比较器是一种电路，用于将两个输入电压进行比较，并输出表示结果的电压信号。
它的基本原理是将两个输入电压与一个参考电压进行比较，通过输出反映出两个输入电压的相对大小。
2. 输入偏置电流的定义输入偏置电流，也称为输入失衡电流，是指电压比较器在工作过程中输入端所引入的非平衡电流。
它的存在会影响电压比较器的精确性和灵敏度。
3. 输入偏置电流的来源输入偏置电流主要来自电压比较器内部的放大器电路。
放大器电路中的晶体管和其他元件会引入电流不平衡，从而形成输入偏置电流。
4. 输入偏置电流的性质输入偏置电流可以通过数学表达式来表示，一般为纳安（nA）级别。
它的大小与电压比较器的设计和工艺有关，也与温度和供电电压等因素相关。
5. 输入偏置电流的影响输入偏置电流存在的主要影响是引起输入电压的失衡。
当输入电压相差较小时，输入偏置电流可以引起系统的误判，导致比较结果不准确。
此外，输入偏置电流还可能在一些特定应用中引起漏电流和功耗等问题。
6. 减小输入偏置电流的方法为了减小输入偏置电流对电路性能的影响，可以采取一些措施。
例如，可以在输入端接入补偿电流或使用零漂器件来抵消输入偏置电流；也可以通过选择或设计合适的电压比较器来降低输入偏置电流。
7. 输入偏置电流的应用电压比较器的输入偏置电流在实际应用中具有重要的意义。
它常用于模拟电路、数字电路、功率放大器、自动控制系统等领域。
对输入偏置电流的准确理解和合理应用，可以提高电路的精确性和可靠性。
8. 总结综上所述，电压比较器的输入偏置电流是一个重要的参数，在电路设计和信号处理中起着重要作用。
本文从基本原理、定义、来源、性质、影响、减小方法和应用等方面进行了论述。
电压比较器内部电路原理
电压比较器内部电路原理电压比较器是电子电路中常见的一种组件，它能够将两个输入电压进行比较，并输出一个二进制信号。
电压比较器的内部电路原理主要包括差分放大器、参考电压源、输出级、反馈网络、电源供电、温度补偿、保护电路和频率响应优化等方面。
1.差分放大器差分放大器是电压比较器的重要组成部分，它能够将两个输入信号进行差分放大，使得输出的电压能够达到所需的幅度。
差分放大器通常采用运算放大器（Op-Amp）来实现，其特点是具有很高的增益和很低的误差。
2.参考电压源参考电压源是电压比较器的另一个关键部分，它能够产生一个稳定的参考电压，用于与输入信号进行比较。
参考电压源通常由一个稳压器（regulator）和一个大电阻（resistor）组成，通过调节电阻的阻值可以调整参考电压的大小。
3.输出级输出级是电压比较器的第三个重要部分，它能够将差分放大器输出的信号进行整形（shaping）和放大（amplifying），使得输出的信号能够满足所需的幅度和波形。
输出级通常采用功率放大器（power amplifier）或者电压跟随器（voltage follower）来实现。
4.反馈网络反馈网络是电压比较器的一个关键部分，它能够将输出信号的一部分反馈到差分放大器的输入端，以调节放大器的增益和输出信号的幅度。
反馈网络通常由电阻、电容等元件组成，可以改善电路的性能和稳定性。
5.电源供电电源供电是电压比较器的另一个基本部分，它能够为电路提供稳定的工作电压。
电源供电的设计需要考虑电源的稳定性、效率、噪声等方面，以确保电路的正常工作。
6.温度补偿温度补偿是电压比较器的一个重要部分，它能够通过调节电路元件的参数来抵消环境温度对电路性能的影响，以保持电路性能的稳定。
温度补偿的方法可以通过使用温度系数补偿器（TC补偿器）或者热敏电阻（thermistor）等元件来实现。
7.保护电路保护电路是电压比较器的一个辅助部分，它能够为电路提供保护措施，避免电路受到过压、过流等异常情况的影响。
电压比较器实验原理
电压比较器实验原理
电压比较器是一种经常用于电路中的基本器件，用于比较两个电压的大小，并根据比较结果产生相应的输出信号。
电压比较器是由运算放大器等器件构成的。
实验中，我们将利用运算放大器来搭建一个基本的电压比较器电路。
运算放大器是一种具有高增益和高输入阻抗的放大器，常用于信号放大和比较。
电压比较器的实验原理是利用运算放大器的差分输入特性。
运算放大器的输入端有一个称为非反相端（+）和一个称为反相
端（-）。
当非反相端的电压高于反相端的电压时，输出端会
输出一个高电平信号；当非反相端的电压低于反相端的电压时，输出端会输出一个低电平信号。
在实验中，我们可以通过将两个待比较的电压分别与运算放大器的非反相端和反相端相连接，通过调节输入电压的大小和运算放大器的输入电阻，实现对输入电压的比较。
实验中，我们可以使用一个电位器分别提供两个输入电压，通过调节电位器的位置来改变输入电压的大小。
然后，将两个电压与运算放大器的输入端相连接，并通过示波器或LED等器
件来观察输出信号的变化。
通过实验，我们可以验证电压比较器的基本原理，并了解其在电路中的应用。
同时，我们还可以根据实际需求来调整电压比较器的参数，以适应不同的应用场景。
各种电压比较器特点及应用
各种电压比较器特点及应用电压比较器是一种广泛应用于电子电路中的功能电路，用于比较两个电压大小。
它的主要特点是输入端具有高输入阻抗，实现了电压的高增益放大，输出端具有低输出阻抗，能够提供较大的输出电流。
根据不同的工作方式和特点，电压比较器可以分为多种类型，下面将逐一介绍这些类型以及它们的特点和应用。
1.开环比较器：开环比较器是最基本的电压比较器类型，它采用正反馈电路，只有两个输入端和一个输出端。
开环比较器的特点是具有高增益、高速响应和简单的电路结构。
它通常用于需要快速响应的应用，如数字电路的比较器、触发器的输入电路等。
2.进退相对比较器：进退相对比较器是一种常见的电压比较器，它通过引入一个中间电平来实现比较器的灵活度。
它的特点是具有两个输入信号和一个输出信号，当其中一个输入电压高于中间电平时，输出为高电平；反之，输出为低电平。
进退相对比较器广泛应用于信号检测、电压判断等需要判断输入信号高低的应用中。
3.窗口比较器：窗口比较器是一种特殊的电压比较器，它通过设置上下限电压来判断输入信号是否在指定范围内。
窗口比较器的特点是具有两个输入信号和一个输出信号，当输入信号超出上下限电压时，输出为高电平，否则输出为低电平。
窗口比较器广泛应用于测量仪器、电压保护等需要实时监测输入信号变化的应用中。
4.追踪保持比较器：追踪保持比较器是一种特殊的电压比较器，它通过跟踪输入信号的变化来控制输出信号的变化。
追踪保持比较器的特点是具有一个输入信号和一个输出信号，当输入信号发生变化时，输出信号能够保持在上一状态，直到下一次输入信号变化。
追踪保持比较器广泛应用于模拟信号处理、数据采集等需要保持输入信号状态的应用中。
5.比例式比较器：比例式比较器是一种利用比较电压来实现电压比较的特殊比较器，它通过将输入电压与参考电压相比较，输出相应比例的电压。
比例式比较器的特点是具有两个输入端（输入电压和参考电压）和一个输出端，它能够按照输入电压和参考电压之间的比例关系输出相应的电压。
模拟电路：7-5 电压比较器
10k
uO1
- uO2R A2
+
A3
+
uO3
±6V
10 0 -10 6 0 -6 ui
uO1 = ui ; uO3 = uO2
uO1 < 0 → uO3 = +6 V uO1 > 0 → uO3 = 6 V ui > 0 → uO3 = +6 V uO1 < 0→ uO3 = 6 V
t
uO3
t
模拟电路复习
如果运放没有限幅措施, 如果运放没有限幅措施, 输出电压的正向, 输出电压的正向,负向饱和值分别与 非线 运放的正,负电源电压近似相等. 运放的正,负电源电压近似相等. 性区 发生状态的转换. u+ = u 时,发生状态的转换.
+
u +- u 非线 性区
此时的输入电压称为"阀值电压" 此时的输入电压称为"阀值电压"或"门限电压",用UTH表 门限电压" 示. 虚断"特点: i 2,有"虚断"特点: = i = 0 , 3,电路结构特点: 电路一般工作在开环状态或引入正反馈. ,电路结构特点: 电路一般工作在开环状态或引入正反馈.
电压比较器的应用
越限报警, 数转换和产生 变换波形. 数转换和产生, 越限报警,模/数转换和产生,变换波形.
电压比较器的分类
过零比较器,单限比较器,滞回比较器, 过零比较器,单限比较器,滞回比较器,双限比 较器(窗口比较器) 较器(窗口比较器)
电压比较器的电路特点
运放处于开环状态或有正反馈. 运放处于开环状态或有正反馈.
三,迟滞比较器(施密特触发器) 迟滞比较器(施密特触发器)
电压比较器的工作原理
电压比较器的工作原理电压比较器是一种常用的电子元件，它在电子电路中起着重要的作用。
它的主要功能是比较输入的两个电压信号，并输出一个相应的电压信号，以实现电压的比较和判断。
在实际应用中，电压比较器广泛应用于模拟电路和数字电路中，例如在电压检测、开关控制、电压保护等方面发挥着重要的作用。
电压比较器的工作原理主要是通过比较输入的两个电压信号的大小，然后输出一个相应的电平信号。
一般来说，电压比较器有两个输入端和一个输出端。
其中一个输入端是非反相输入端，另一个是反相输入端，输出端则是比较结果的输出信号。
当非反相输入端的电压高于反相输入端的电压时，输出端输出高电平；反之，输出端输出低电平。
这样，通过比较输入的两个电压信号，电压比较器就可以根据比较结果输出相应的电平信号。
电压比较器的工作原理可以用一个简单的比喻来解释。
可以把电压比较器想象成一个智能的判断器，它可以根据输入的两个电压信号的大小，来做出相应的判断并输出相应的信号。
这样，我们就可以利用电压比较器来实现一些电压的比较和判断的功能。
在实际电路中，电压比较器可以采用不同的电路结构来实现，例如使用运算放大器、晶体管等元件来构成。
不同的电路结构会影响电压比较器的性能和特性，例如响应速度、功耗、输入阻抗等。
因此，在选择和设计电压比较器时，需要根据具体的应用需求来选择合适的电路结构和性能参数。
除了基本的电压比较功能外，电压比较器还可以通过外部电路和反馈网络来实现一些特殊的功能，例如滞回比较器、窗口比较器等。
这些功能可以使电压比较器在特定的应用场合下发挥更加灵活和多样的作用。
总的来说，电压比较器是一种重要的电子元件，它在电子电路中具有广泛的应用。
通过比较输入的两个电压信号，电压比较器可以实现电压的比较和判断，并输出相应的电平信号。
在实际应用中，需要根据具体的应用需求来选择合适的电路结构和性能参数，以实现所需的功能和性能要求。
同时，通过外部电路和反馈网络的设计，还可以实现一些特殊的功能，使电压比较器在不同的应用场合下发挥更加灵活和多样的作用。
电压比较器 原理
电压比较器原理
电压比较器是一种常见的电子元器件，广泛应用于电路中进行电压比较和判断的任务。
它能够将输入电压与其内部参考电压进行比较，并根据比较结果输出高电平或低电平信号。
电压比较器的工作原理主要基于比较器内部的一个比较器阈值。
当输入电压大于阈值时，比较器输出高电平信号；当输入电压小于阈值时，比较器输出低电平信号。
具体来说，电压比较器通常由一个放大器和一个参考电压源组成。
放大器用于放大输入电压，而参考电压源则提供比较器内部的参考电压。
放大器对输入电压进行放大后，将放大后的信号与参考电压进行比较。
如果放大后的输入电压高于参考电压，那么比较器输出高电平；如果放大后的输入电压低于参考电压，那么比较器输出低电平。
电压比较器的输出信号可以用于控制其他电路元件的开关状态，例如触发其他逻辑门电路、驱动电机、激活报警器等。
通过使用不同的电阻和电容组合，可以实现电压比较器的不同功能，如窗口比较器、滞回比较器等。
总的来说，电压比较器可用于在电路中进行电压比较和判断，根据不同的输入电压与参考电压之间的关系输出相应的电平信号。
这种元器件在工业控制、测量仪器、自动化系统等领域中具有广泛的应用。
电压比较器工作原理及应用
电压比较器工作原理及应用引言：电压比较器是电子电路中一种常用的器件，广泛应用于模拟电路、数字电路、自动控制系统等领域。
本文将介绍电压比较器的工作原理及其应用。
一、电压比较器的工作原理电压比较器是一种能够比较两个输入电压的器件，并输出相关信号的电路。
其基本工作原理是将两个输入电压分别与一个参考电压进行比较，根据比较结果产生相应的输出信号。
在电压比较器中，通常有两个输入端（非反相端和反相端）和一个输出端。
非反相端接收一个输入电压Vin，反相端接收另一个输入电压Vref。
比较器将Vin和Vref进行比较并输出一个高或低的电平信号。
当Vin大于Vref时，输出高电平，当Vin小于Vref时，输出低电平。
电压比较器的核心是一个差分放大器，其输入差模信号（即输入电压的差值）经过放大后与参考电压进行比较。
差分放大器通常由一个放大器和一个比较电路组成。
放大器负责放大差模信号，而比较电路负责对放大后的信号进行比较，根据比较结果产生输出。
二、电压比较器的应用1. 模拟电路在模拟电路中，电压比较器常用于比较两个电压的大小，以判断电路的状态。
例如，在电池供电系统中，可以使用电压比较器来监测电池电压是否低于设定值，从而提醒用户更换电池。
此外，电压比较器还可以用于测量信号的幅值、控制放大器的增益等。
2. 数字电路在数字电路中，电压比较器通常被用于比较两个二进制数字的大小关系。
例如，在数字编码器和解码器中，电压比较器用于比较输入信号与参考电平，以确定输入信号的具体数值。
此外，电压比较器还可以用于数字信号的判断、门电路的触发等。
3. 自动控制系统在自动控制系统中，电压比较器被广泛应用于电压比较、电压检测、开关控制等方面。
例如，在温度控制系统中，可以使用电压。
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
电子技术实验报告—实验10集成运算放大器构成的电压比较器5篇
电子技术实验报告—实验10集成运算放大器构成的电压比较器5篇第一篇：电子技术实验报告—实验10集成运算放大器构成的电压比较器电子技术实验报告实验名称：集成运算放大器构成的电压比较器系别：班号：实验者姓名：学号：实验日期：实验报告完成日期：目录一、实验目的 (3)二、实验原理 (3)1.集成运算放大器构成的单限电压比较器...........................3 2.集成运算放大器构成的施密特电压比较器. (4)三、实验仪器 (4)四、实验内容 (5)1.单限电压比较器...............................................5 2.施密特电压比较器.. (10)五、实验小结与疑问 (1)3一、实验目的1.掌握电压比较器的模型及工作原理2.掌握电压比较器的应用二、实验原理电压比较器主要用于信号幅度检测——鉴幅器；根据输入信号幅度决定输出信号为高电平或低电平；或波形变换；将缓慢变化的输入信号转换为边沿陡峭的矩形波信号。
常用的电压比较器为：单限电压比较器；施密特电压比较器窗口电压比较器；台阶电压比较器。
下面以集成运放为例，说明构成各种电压比较器的原理。
1.集成运算放大器构成的单限电压比较器集成运算放大器构成的单限电压比较器电路如图1（a）所示。
由于理想集成运放在开环应用时，AV→∞、Ri→∞、Ro→0；则当ViER 时，VO=VOL；由于输出与输入反相，故称之为反相单限电压比较器；通过改变ER值，即可改变转换电平VT（VT≈ER）；当ER=0时，电路称为“过零比较器”。
同理，将Vi与ER对调连接，则电路为同相单限电压比较器。
2.集成运算放大器构成的施密特电压比较器集成运算放大器构成的施密特电压比较器电路如图2（a）所示。
当VO=VOH时，V+1=VT+=R当VO=VOL时，V+2=VT−=R回差电平：△VT=VT+−VT−R22+R3VOH+RVOL+RR32+R3ER；VT+称为上触发电平；R22+R3R32+R3ER；VT-称为下触发电平；当Vi从足够低往上升，若Vi>VT+时，则Vo由VOH翻转为VOL；当Vi从足够高往下降，若Vi三、实验仪器1.示波器1台2.函数信号发生器1台3.数字万用表1台4.多功能电路实验箱1台四、实验内容1.单限电压比较器（1）按图1（a）搭接电路，其中R1=R2=10kΩ，ER由实验箱提供；（2）观察图1（a）电路的电压传输特性曲线；电压传输特性曲线的测量方法：用缓慢变化信号（正弦、三角）作Vi(Vip-p=15V、f=200Hz)，将Vi=接示波器X（CH1）输入，VO 接示波器Y（CH2）输入，令示波器工作在外扫描方式（X-Y）；观察电压传输特性曲线。
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四.实例分析
二.过流保护电路
R5 10k R6 10k
R4
1000k
2 3
R7
1000K
7
4
U3
6 LM324
R2
38K
3 2
R3
12K
4
7
U4
6
Sout
LM393
2 GND
U2
7815 1 VI
VO 3 15V
R1
0.01 ohm
RL1
接负载
G2R-14-AC24
Q1
Sin
S8050
四.实例分析
Uout 注意：不存在Uin+=Uin-
的状态。因为这是一种 不稳定的状态。
三.电压比较器的应用电路
R3
Vin
Vin+
7
Vin-
6
R2
12
3
单门限电压比较器
如果
U1:A R1
10k
Vin>Vcc*R2/(R2+R3) Vout=H
1
Vout 如果
Vin<Vcc*R2/(R2+R3)
Vout=L
LM339
一.光电对管检测电路 U2:光电对管 RV2:可调电阻（调节阈值电压） （1）U2的光未被遮挡:光敏三极管饱和导通， LM393同相输入端电压Vin+接近于VCC。 （2）U2的光被遮挡:光敏三极管截止，LM393同相 输入端电压Vin+接近于0V。 （3）调节RV2，可以使U2的光未被遮挡时LM393输 出高电平， U2的光被遮挡时，LM393输出低电平。
R1:检流电阻，检测电流的大小。为了减小 该电阻对电路的影响，该电阻的阻值应尽 可能的小。
LM324:差分比例放大。将R1上的电压放大 100倍。
LM393:单门限电压比较。此处设置阈值电 压为1.2V。当流过R1上的电流大于1.2A时， R1上的电压大于0.012V，LM324输出电压 大于1.2V，LM393输出高电平。
电压比较器
——电压比较器的应用
一.电压比较器概述
电压比较器是一种特殊的运算放大器，用于实现 模拟信号（电压）大小的比较。
作用： 电压比较 波形产生与整形 AD/DA 模拟电路与数字电路的接口
注意：集电极开路（漏极开路）输出的电压比较 器，使用的时候一定要加上拉电阻。
一.电压比较器概述
电压比较器一般工作在开环饱和状态。 运算放大器可以用作电压比较器，但性能
（带宽、响应速度、延迟等）不如专用的 电压比较器芯片。 常用的电压比较器： 1.常用的运算放大器均可用做电压比较器 2.专用电压比较器 LM339、LM393等
二、电压比较器的基本特性
Uin+
7
Uin-
6
12
3
U1:A R1
10k 1
LM339
如果Uin+>UinUout→VCC (高电平H)
如果Uin+<UinUout → 0 (低电平L)
号转化为同频率
U2
的双极性矩形波。
7
Vin
3
2
6
Vout 常用于测量正弦
波的频率相位等
4
OP07
-VCC
三.电压比较器的应用电路
四.实例分析
5V
R6
200R
4
OPTOCOUPLER-NPN
R7
36K
50%
U4:A
8
3
RV2 2
1
R8
8K2
CONTER
4
1k
LM393
四.实例分析
三.电压比较器的应用电路
双门限电压比较器
U1:A R1
如果
12
10k
Vref1
6
1
Vout
Vref1<Vin<Vref2
7
3
Vout=H
LM339
Vin
如果
U1:B
Vin<Vref1或Vin>Vref2
12
4
2
Vref2
5
Vout=L
3
LM339
三.电压比较器的应用电路
过零比较器
+VCC
作用：将交流信
四.实例分析
S8050:三极管。当Sout输入高电平时，三极 管导通，继电器动作，切断电路。 Sout输入 低电平时，三极管截止，继电器动作，接 通电路。
Sout不宜直接与Sin相接，否则可能会引起振 荡。
谢谢！！