电压比较器--
常用的电压比较器
常用的电压比较器电压比较器是一种常用的电子元件，用于将输入的电压与参考电压进行比较，并输出相应的逻辑信号。
在实际电路中，电压比较器的使用场景非常广泛，例如用于电源监测、电压检测、电压自动调节等。
本文将介绍常用的电压比较器及其相关参考内容。
1. 常用电压比较器的种类常用的电压比较器有很多种类，常见的有以下几种：1) 开环比较器：是一种基本的电压比较器，具有高增益和高速度，可以将输入电压的随时间变化情况通过比较转换为输出信号。
常见的开环比较器有LM311、LM339等。
2) 窗口比较器：是一种特殊的电压比较器，具有两个参考电压，当输入电压位于两个参考电压之间时，输出为高电平；否则输出为低电平。
常见的窗口比较器有LM393、LM2903等。
3) 差分比较器：是一种用于比较两个输入电压之间差异的电压比较器，常用于模拟信号处理中。
常见的差分比较器有LM311、AD820等。
2. 电压比较器的输入电压范围和功耗不同的电压比较器具有不同的输入电压范围和功耗。
一般来说，输入电压范围是指比较器能够正常工作的输入电压范围，超出该范围的输入电压可能会引起比较器的不确定性。
而功耗则与比较器的工作电流有关，功耗较低的比较器可以减小电路的能耗。
在选择比较器时，应根据具体应用需求选择合适的输入电压范围和功耗。
3. 电压比较器的输出特性电压比较器的输出特性是指输出信号的电平和响应时间等。
常见的输出电平有两种：开漏输出和推挽输出。
开漏输出一般用于需要驱动外部负载的场合，而推挽输出则可以直接驱动数字电路。
响应时间是指比较器从接收输入信号到输出信号变化所需的时间，一般来说，响应时间越短越好，可以提高比较器的响应速度。
4. 电压比较器的应用场景电压比较器在实际应用中非常广泛，常见的应用场景有以下几种：1) 电源监测：用于检测电源电压是否在正常范围内，当电源电压低于或高于设定阈值时，电压比较器可以输出相应的信号进行报警或保护。
2) 电压检测：用于检测电路中的电压是否满足要求，当电压低于或高于设定阈值时，电压比较器可以输出相应的信号进行控制或调节。
电压比较器
T
T= T1 + T2 =2 T2， 因正反向充电条件一样T1 = T2。 T2阶段uc(t)的过渡过程方程为:
uc(t)=UC ()+ UC (0+) -UC () e
t
,=RC
28
周期与频率的计算：
uc +UOM
U+H
T2
RC ln(1 2 R1 ) R2
0
t
U+L
T 2RC ln(1 2R1 ) -UOM R2
uc +
R
U+H
C
－
+
+
0
uo U+L
t
R1
uo
R2
UOM
T 2RC ln(1 2R1 )
0
t
R2 - UOM
T
f = 1/T
此期间是分析问题时的假设,实际上用 示波器观察波形时看不到这段波形. 27
周期与频率的计算：
uc +UOM
uc +
R
U+H
C
－ +
+
uo
0
t
R1
U+L
R2
-UOM
T1
T2
ui -
+Uom vo
uo
uR +
0
-Uom
VREF vi
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。
2
2. 基本工作原理及分析方法 vo
运放在理想情况下：
+Uom
Aod＝∞，Iid＝0，UiP=UiN
常用的电压比较器
常用的电压比较器电压比较器是电子电路中常见的一种器件或电路，通常用于比较两个电压的大小，然后输出高电平或低电平来实现对信号的控制。
在电子电路设计中，电压比较器是十分常用的电路之一，因此，本文将介绍一些常用的电压比较器。
1. LM311电压比较器LM311是一种具有高速、精度和灵敏度的电压比较器，常用于电子控制和测量系统中。
它操作电源范围广，具有高电阻输入和输出，且能够在广泛的温度范围内操作。
另外，LM311还具有可调的电压比较器和滞回比较器的特性，使其更加灵活和多功能。
2. LM339电压比较器LM339是一种低功耗、低电压操作和高精度的电压比较器。
它具有四个独立的比较器，每个比较器都有一个开放式输出引脚和一个输入电平偏置器。
LM339的功耗非常低，故它在开启多个输出时也不会对电路产生太大的负担。
3. LM393电压比较器LM393是一种专为简单应用设计的低功耗、电压操作和高精度的电压比较器。
它具有两个独立的高增益、低偏移电压比较器，具有不需要外部元件的开环电路输入抗性。
它还具有多种工作电压和温度范围，适用于多种不同的应用场合。
4. UA741电压比较器UA741是一种原始的集成电路，它是很多电路中常见的基本电压比较器模块。
它具有高增益、宽电压范围和大电流能力，因此，在许多不同应用场合中都有广泛的应用。
总的来说，以上四种电压比较器都有各自的特点和应用场合，它们都是电子电路设计中常见的器件或电路。
电压比较器在电压判断、判断两个电路是否相等等方面有广泛的应用，但需要特别注意的是在实际应用中，也需要使用外部元件来进行稳定性校正，这种校正可以提高电路的稳定性、精度和性能。
模电课件电压比较器
减小失调电压与失调电流
失调电压与失调电流是电压比较器的重要参数，减小失调电压与失调电 流可以提高比较器的性能。
通过优化工艺和版图设计，可以减小失调电压与失调电流。例如，采用 对称的结构设计、优化器件尺寸和比例等措施，都可以减小失调电压与 失调电流。
在实际应用中，可以通过校准和补偿技术，对失调电压与失调电流进行 补偿，提高比较器的性能。
在传感器信号处理中的应用
模拟-数字转换
01
电压比较器在传感器信号处理中用于模拟-数字转换，将模拟信
号转换为数字信号，便于计算机处理和传输。
阈值感器的输出信号是否超过预设阈值，从
而触发相应的动作或报警。
数据采集与处理
03
电压比较器在传感器数据采集系统中用于比较和筛选数据，确
未来电压比较器的研究和发展需要关 注环保和可持续发展，推广绿色电子 技术，减少对环境的影响。
THANKS
感谢观看
较大的失调电压和失调电流会影响电压比较器的精度和性能。
响应时间与带宽
响应时间
带宽与响应时间的关系
电压比较器对输入信号的响应速度， 即输出电压从一种状态跳变到另一种 状态所需的时间。
带宽越宽，响应时间越短；带宽越窄， 响应时间越长。
带宽
描述了电压比较器的频率响应特性， 即电压比较器能够处理的最高频率信 号。
03
电压比较器的电路实现
差分输入的电压比较器
差分输入电压比较器是一种常见的电压比较器，其特点是输入信号为差分信号， 可以有效地抑制共模干扰。
差分输入电压比较器通常由运算放大器组成，其工作原理是将差分信号输入到运 放的反相输入端和同相输入端，通过运放的放大作用，将差分信号转换为单端信 号，并进行比较。
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。
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）。
电压比较器原理
电压比较器原理
电压比较器是一种用于比较两个不同电压之间的差异，也叫比较器。
电压比较器可以有许多不同的形式，其原理也有所不同，可以被用于各种不同的应用场合。
电压比较器的基本原理是将两个电压作为输入，测量其差值，然后根据差值产生一个相应的输出。
常见的比较器形式有运放、和称电路、脉宽调制器、示波器等。
以运放形式的电压比较器为例，其核心组成部分就是运放放大器，运放放大器可以将输入电压放大，并输出一个放大后，与输入电压差值的结果。
其工作原理是，当输入电压大于参考电压时，运放放大器输出的电压变高，反之，如果输入电压小于参考电压，运放放大器就输出的电压变低。
另一种常见的电压比较器是和称电路。
它根据比较电压匹配的原理，利用和称电路变换器，将输入电压转换为和称参考电压。
在相当于电路放大器的出，当输入电压小于或等于参考值时，输出电压保持不变，而当输入电压大于参考值时，输出电压会发生变化。
此外，还有一些其他形式的电压比较器，如脉宽调制器，它可以检测出输入信号的脉宽，通过参考信号的脉宽，将输出电压的高低变化转换为被检测的脉宽与参考信号脉宽之间的差异；示波器，它可以将输入波形的电压变化转换为图形，根据图形分析输出与参考电压之间的不同，以比较不同的输入电压。
总而言之，电压比较器是一种确定参考电压和比较电压之间差异的重要工具，它拥有许多优势，可以通过多种不同方式满足多样的应用场景。
常用的电压比较器
常用的电压比较器1. 介绍电压比较器是一种常用的电子元件，用于比较两个电压的大小。
它可以将输入电压与参考电压进行比较，并输出一个高电平或低电平的信号，以表示两个电压的大小关系。
电压比较器广泛应用于模拟电路和数字电路中，常见的应用包括电压检测、电压判断、电压比较等。
2. 常见类型2.1 简单比较器简单比较器是最基本的电压比较器之一，通常由一个运算放大器和一些电阻、电容等元件构成。
它的输入端连接输入电压，输出端连接一个开关或其他负载。
当输入电压大于参考电压时，输出为高电平；反之，输出为低电平。
2.2 差分比较器差分比较器是另一种常见的电压比较器类型，它利用差分放大器的特性进行比较。
差分比较器具有高增益和高速度的特点，适用于需要高精度和高速度的应用场合。
差分比较器常用于模拟信号处理、模拟信号采样等领域。
2.3 窗口比较器窗口比较器是一种特殊的电压比较器，它可以同时比较两个参考电压之间的电压范围。
窗口比较器常用于电压监测、电压保护等应用中，可以判断输入电压是否在指定的范围内，并输出相应的信号。
3. 常用芯片3.1 LM324LM324是一种常用的运算放大器芯片，可以用作简单比较器。
它具有低功耗、高增益、宽工作电压范围等特点，适用于多种应用场合。
3.2 LM311LM311是一种高速差分比较器芯片，具有高速度、高增益、宽工作电压范围等特点。
它常用于需要高精度和高速度的应用，如模拟信号处理、模拟信号采样等。
3.3 LM393LM393是一种窗口比较器芯片，可以同时比较两个电压范围。
它具有低功耗、高精度、宽工作电压范围等特点，适用于电压监测、电压保护等应用。
4. 使用注意事项在使用电压比较器时，需要注意以下几点：1.输入电压范围：确保输入电压在比较器的工作范围内，避免超过最大工作电压或低于最小工作电压。
2.输入偏置电流：比较器的输入端通常有一个微小的偏置电流，需要根据具体应用进行补偿或考虑对电路性能的影响。
3.输出电流能力：根据需要选择适当的输出电流能力，以确保能够驱动所连接的负载。
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。
电压比较器
电压比较器概述电压比较器是一种常见的电子元件，用于比较两个电压信号的大小。
它通常由一个差分放大器和一个输出级组成。
电压比较器的输出通常是一个开关信号，表示输入信号的大小关系。
工作原理电压比较器的工作原理基于差分放大器的特性。
差分放大器是一种特殊的放大器电路，它由两个输入端（非反馈输入端和反馈输入端）和一个输出端组成。
非反馈输入端接收一个参考电压信号，反馈输入端接收待比较的电压信号。
比较器的输出取决于差分放大器输出的电压大小，当差分放大器输出的电压大于一定阈值时，输出为高电平；当差分放大器输出的电压小于一定阈值时，输出为低电平。
常见的比较器类型1. 窗口比较器窗口比较器是一种常见的比较器类型，它能够比较输入信号是否在一个预设的范围内。
窗口比较器通常有两个阈值，一个上限和一个下限，输入信号只有在这个范围内时，输出才会为高电平。
窗口比较器广泛应用于模拟电路中的阈值检测、电压监测等场景。
2. 比例器比例器是一种将输入电压与参考电压进行比较的比较器。
它通过调整参考电压的大小，可以实现输入信号电压的缩放。
比例器通常用于测量和控制应用中。
3. 高速比较器高速比较器主要用于高速数字电路中。
它具有快速的响应时间和较高的功耗。
高速比较器通常通过减小内部电路的延时来提高响应速度。
比较器的应用电压比较器在各种电子系统中都有广泛的应用。
以下是一些常见的应用场景：1. 系统监测比较器常用于系统监测和保护电路中。
例如，温度监控系统中使用比较器来检测温度是否超过设定值，以触发相应的保护措施。
2. 电压测量比较器广泛应用于电压测量领域。
例如，电池监测电路中使用比较器来测量电池电压是否达到一定阈值，以保证电池的安全使用。
3. 数字控制系统比较器在数字控制系统中也有重要的应用。
例如，在数字通信中，比较器用于数据解调器中的恢复时钟信号的检测。
总结电压比较器是一种常见的电子元件，用于比较两个电压信号的大小。
它主要由一个差分放大器和一个输出级组成。
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。
放大电路电压比较器
放大电路电压比较器在电子电路中，放大电路是一个非常重要且常见的组成部分，它可以将输入信号放大到所需的电压水平。
而电压比较器则是一种特殊的放大电路，它用于比较两个输入电压的大小，并输出相应的电平信号。
一、电压比较器的原理电压比较器的基本原理是将两个输入电压进行比较，并根据比较结果输出相应的电平。
一般来说，电压比较器具有一个正输入端（+）和一个负输入端（-），以及一个输出端。
当正输入电压大于负输入电压时，输出端会输出高电平信号；当正输入电压小于负输入电压时，输出端会输出低电平信号。
因此，电压比较器可以判断两个输入电压的相对大小。
二、常见的电压比较器类型1. 开环比较器：开环比较器是最简单的一种电压比较器，它通常由一个操作放大器构成。
开环比较器的输出是一个开关信号，即当正输入电压大于负输入电压时，输出为高电平，否则输出为低电平。
2. 有限增益比较器：有限增益比较器是将一个反馈电阻与开环比较器相连，以实现电压放大的效果。
它的输出电平会随着输入电压的变化而变化，且输出端的电平信号更加稳定。
3. 高速比较器：高速比较器通常采用特殊的设计和技术，以实现更高的响应速度和更低的功耗。
它常用于高速信号处理和通信系统中。
三、应用领域电压比较器在各种电子设备和系统中都有广泛应用，以下列举几个常见的应用领域：1. 模拟电路：在模拟电路中，电压比较器常用于信号检测、电平转换和电压比较等功能。
例如，在模拟积分器电路中，电压比较器用于检测信号的积分结果是否达到设定阈值。
2. 数字电路：在数字电路中，电压比较器常用于比较两个二进制数的大小。
它可以将两个输入信号进行比较，并输出相应的高电平或低电平，以表示两个二进制数的大小关系。
3. 自动控制系统：在自动控制系统中，电压比较器可以用于比较传感器反馈的信号与设定值信号的大小，以实现控制系统的稳定和精确性。
四、总结电压比较器是一种重要的放大电路，它可以比较两个输入电压的大小，并输出相应的电平信号。
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
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当该电路的参考电压为零时，则为反相过零比较器。
2. 同相电压比较器 电路如图所示， 输入 信号ui加在同相端，参考 电压ur 加在反相端。
当 ui < ur ， uo=UOL ui > ur ， uo=UOH
其传输特性 uo= f ( ui )
ui
+ A
uo
-
ur
uo
UoH
0 0 ur ui
UoL
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。
uo
UoH
转换时间
t1
t2
t
UoL
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。
- u- i-
2. 鉴别灵敏度
理想的电压比较器，在高、 低 电 平 转 换 的 门 限 UT 处 具 有 阶跃的传输特性。
这就要求运放：
Aud
实际运放的Aud不为无穷大。在UT附近存在着一个比 较的不灵敏区。在该区域内输出既非UoH，也非UoL，故 无法对输入电平大小进行判别。
显然，Aud越大，则这个不灵敏区就越小，称比较器 的鉴别灵敏度越高。
电压比较器
电压比较器
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。
比较器在信号变换、检测和波形产生电路中有广泛应用。
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。
电压比较器有专用的集成芯片可供使用，也可用集成 运放组成，这里只讨论后者。
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
UCC
u- -
A u+ +
-UCC
电压比较器的基本特性
1. 输出 高电平(UoH)和低电平(UoL) 用运放构成的比较器，其输出的高电平UoH和低电平 UoL可分别接近于正电源电压(UCC)和负电源电压(-UCC)。
u+
i+
A
+
uo
非线性应用特点： i i 0 u u uo UCC UoL u u uo UCC UoH
此时，两输入端“虚短路”的概念不再适用。
1 电压比较器
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。
电压比较器有专用的集成芯片可供使用，也可用集成 运放组成，这里只讨论后者。
U
U
R1 R1 R2
U oL
因而ui必须小到 U 时，输出才由低电平跳变为高电平。
此时的输入电压称为下门限电压，记为UTL。 UTL= U
对应的传输特性曲线如图所示。
由于其传输特性很像磁 性材料的磁滞回线，所以称
uo
UoH
之为迟滞比较器或滞回比较
∆U
器。
UTL
0
迟滞比较器的上、下门限电
u UTH
反相过零比较器
反相比较器
简ui
-
A
uo
+
ui
+ A
uo
-
ur
ur
其传输特性 uo= f ( ui )
uo
UoH
uo
UoH
0
ur ui
UoL
0 0 ur ui
UoL
2. 迟滞比较器––双稳态触发器
简单比较器应用中存在的问题 ①. 输出电压转换时间受运放的限制，使高频脉冲的边缘 不够陡峭； ②. 抗干扰能力差。在比较门限处，输出将产生多次跳变。
为了解决以上两个问题，在比较器中引入正反馈， 构成所谓“迟滞比较器”。
这种比较器具有很强的抗干扰能力，同时由于正反 馈加速了状态转换，从而改善了输出波形的边缘。
一.反相迟滞比较器
反相迟滞比较器电路如 图所示。 R1和R2将输出电压
ui R'
A
+
uo
uo反馈到运放的同相端，构 成正反馈。为简单计，R1端 所接的参考电平为地电位。
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。
电压比较器的基本特性
1. 输出 高电平(UoH)和低电平(UoL)
2. 鉴别灵敏度 3.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。
- u- i-
u+
i+
A
+
uo
非线性应用特点： i i 0 u u uo UCC UoL u u uo UCC UoH
此时，两输入端“虚短路”的概念不再适用。
1.1 简单电压比较器
一. 反相电压比较器 电路如图所示， 输入信号ui加 在反相端，参考电压ur 加在同相端。
ui
-
A
其传输特性 uo= f ( ui )
uo
uo
+
UoH
ur 当 ui < ur ， uo=UOH
ui > ur ， uo=UOL
00
UoL
ur ui
+
R2
Uf R1
-
下面来分析该电路的传输特性
当ui很负使u－< u+时， uo为高电平UoH
ui R'
A
+
uo
此时，同相端电位u+为
U
U f
R1
R1 R2
U oH
+
R2
Uf R1
-
当ui由负逐渐增大到ui =U+′时，输出将由高电平
跳变为低电平。对于反相电路uo从高跳到低所对应的ui
电压称为上门限电压，记为UTH。可见，UTH = U+′
当输出一旦变为低电平，则同相端也同时跳变为
U
U f
R1 R1 R2
U oL
由于 U U ，因而 ui > U 以后，uo将维持在低电平。
电压的传输特性
ui R'
A
+
uo
uo
UoH
UTH
R1
R1 R2
U
oH
+
R2
Uf R1
-
UTL 0
UTL
R1 R1 R2
U oL
UoL
u UTH
i
反之，ui由大逐渐变小时，由于同相端电位变为
i
压之差称之为回差，用ΔU表示，即 UoL
U
UTH
UTL
R1 R1 R2
(U oH
UoL )
R1 R1 R2
2UCC
回差ΔU的大小，将决定比较器的抗干扰能力， ΔU越
大，则抗干扰能力越强。但同时使比较器的鉴别灵敏度降
当参考电压为零时，则为同相过零比较器。
[例1]. 若 ui=5sinωt V
ui (V)
ur =2V, UCC =12V。
5
试画出反相和同相比
2 0
t
较器的输出波形。
UCC
ui
-
uo
+
-UCC
ur
UCC
ui
+
uo
-
-UCC
ur
uo (V)
12
0
t
-12
uo (V)
反相比较器
12
t
-12
同相比较器
[例2].将不规则的输入波 [例3].若ur为三角波，而ui为缓 形整形成规则的矩形波。 变信号，实现脉宽调制。