单限比较器、迟滞比较器、双限比较器(窗口比较器)
窗口比较器,窗口比较器原理是什么？
窗口比较器,窗口比较器原理是什么？比较器有二大类,简述如下:1.模拟比较器将模拟量与一标准值进行比较,当高于该值时,输出高(或低)电平.反之,则输出低(或高)电平.例如,将一温度信号接于运放的同相端,反相端接一电压基准(代表某一温度),当温度高于基准值时,运放输出高电平,控制加热器关闭,反之当温度信号低于基准值时,运放输出低电平,将加热器接通.这一运放就是一个简单的比较器,因为输入与输出同相,称为同相比较器..有的模拟比较器具有迟滞回线,称为迟滞比较器,用这种比较器,有助于消除寄生在信号上的干扰.2.数字比较器用来比较二组二进制数是否相同,相同时输出(或低)高电平,反之,则输出相反的电平.最简单的数字比较器是一位二进制数比较器,是一个异或门(或同或门).窗口比较器,窗口比较器原理是什么?“窗口比较器”又叫“双限比较器”，是指在输入信号的上升沿和下降沿翻转电压不同的比较器，两个电压之间的值为窗口宽度。
窗口比较器常用两个比较器组成（双比较器），它有两个阈值电压VTHH（高阈值电压）及VTHL（低阈值电压），与VTHH及VTH L比较的电压VA输入两个比较器。
若VTHL≤VA≤VTHH，Vout输出高电平；若VA＜VTHL，VA＞VTHH，则Vout输出低电平，如图10所示。
图10是一个冰箱报警器电路。
冰箱正常工作温度设为0～5℃，（0℃到5℃是一个“窗口”），在此温度范围时比较器输出高电平（表示温度正常）；若冰箱温度低于0V或高于5℃，则比较器输出低电平，此低电平信号电压输入微控制器（μC）作报警信号。
温度传感器采用NTC热敏电阻RT，已知RT在0℃时阻值为333. 1kΩ；5℃时阻值为258.3kΩ，则按1.5V工作电压及流过R1、RT的电流约1.5 uA，可求出R1的值。
R1的值确定后，可计算出0℃时的VA值为0.5V（按图10中R1=665kΩ时），5℃时的VA值为0. 42V，则VTHL=0.42V，VTHH=0.5V。
几种运算放大器(比较器)及经典电路的简单分析
运算放大器组成的电路五花八门，令人眼花瞭乱，是模拟电路中学习的重点。
在分析它的工作原理时倘没有抓住核心，往往令人头大.为此本人特搜罗天下运放电路之应用，来个“庖丁解牛"，希望各位从事电路板维修的同行，看完后有所斩获。
遍观所有模拟电子技朮的书籍和课程，在介绍运算放大器电路的时候，无非是先给电路来个定性，比如这是一个同向放大器，然后去推导它的输出与输入的关系,然后得出Vo=(1+Rf)Vi，那是一个反向放大器，然后得出Vo=—Rf＊Vi……最后学生往往得出这样一个印象:记住公式就可以了！如果我们将电路稍稍变换一下，他们就找不着北了！偶曾经面试过至少100个以上的大专以上学历的电子专业应聘者，结果能将我给出的运算放大器电路分析得一点不错的没有超过10个人！其它专业毕业的更是可想而知了。
今天，芯片级维修教各位战无不胜的两招,这两招在所有运放电路的教材里都写得明白，就是“虚短”和“虚断"，不过要把它运用得出神入化,就要有较深厚的功底了。
虚短和虚断的概念由于运放的电压放大倍数很大,一般通用型运算放大器的开环电压放大倍数都在80 dB以上.而运放的输出电压是有限的,一般在 10 V~14 V。
因此运放的差模输入电压不足1 mV，两输入端近似等电位，相当于“短路”。
开环电压放大倍数越大，两输入端的电位越接近相等。
“虚短”是指在分析运算放大器处于线性状态时,可把两输入端视为等电位，这一特性称为虚假短路，简称虚短。
显然不能将两输入端真正短路。
由于运放的差模输入电阻很大，一般通用型运算放大器的输入电阻都在1MΩ以上。
因此流入运放输入端的电流往往不足1u A，远小于输入端外电路的电流。
故通常可把运放的两输入端视为开路，且输入电阻越大，两输入端越接近开路。
“虚断”是指在分析运放处于线性状态时，可以把两输入端视为等效开路，这一特性称为虚假开路，简称虚断。
显然不能将两输入端真正断路.在分析运放电路工作原理时，首先请各位暂时忘掉什么同向放大、反向放大，什么加法器、减法器，什么差动输入……暂时忘掉那些输入输出关系的公式……这些东东只会干扰你，让你更糊涂﹔也请各位暂时不要理会输入偏置电流、共模抑制比、失调电压等电路参数，这是设计者要考虑的事情。
单限-滞回-窗口比较
单限比较器一、过零比较器过零电压比较器是典型的幅度比较电路，它的电路图和传输特性曲线如图所示。
(a) 电路图(b) 电压传输特性图过零电压比较器二、一般单限比较器将过零比较器的一个输入端从接地改接到一个固定电压值V REF上，就得到电压比较器，可方便地改变阈值。
电路如图所示。
调节VREF(a) 电路图(b)电压传输特性图固定电压比较器比较器的基本特点工作在开环或正反馈状态。
开关特性，因开环增益很大，比较器的输出只有高电平和低电平两个稳定状态。
非线性，因是大幅度工作，输出和输入不成线性关系。
滞回比较器从输出引一个电阻分压支路到同相输入端，电路如图(a)所示电路。
(a) 电路图 (b) 传输特性图 滞回比较器电路图当输入电压v I 从零逐渐增大，且T I V v ≤时，+=om O V v ，T V 称为上限阀值（触发）电平。
++++=om 21221REF 1T V R R R R R V R V 当输入电压T I V v ≥时，-=om O V v 。
此时触发电平变为T V '， T 'V 称为下限阀值（触发）电平。
-+++='om 21221REF 1T V R R R R R V R V 当I v 逐渐减小，且 TI V v '=以前，O v 始终等于V om -，因此出现了如图(b)所示的滞回特性曲线。
回差电压∆V ：()-+-+='-=∆om om 212 T T V V R R R V V V 窗口比较器窗口比较器的电路如图所示。
电路由两个幅度比较器和一些二极管与电阻构成。
设R 1 =R 2，则有DL H D CC 212D CC L 2=)2-(21)2-(=V V V V V R R R V V V +=+窗口比较器的电压传输特性如图所示。
当v I V H 时，v O1为高电平，D 3导通；v o2为低电平，D 4截止，v O = v O1。
电压比较器
讨论三
已知各电压比较器的电压传输特性如图所示，说出它 们各为哪种电压比较器；输入电压为5sinωt(V)，画出各 电路输出电压的波形。
反相输入 滞回比较器
窗口 比较器
同相输入 单限比较器
你能分别组成具有图
示电压传输特性的电压 比较器电路吗？
讨论四：求解图示各电路的电压传输特性。
uI
A
UREF
uo
两只特性相同而又制 作在一起的稳压管
输出限幅电路
uO＝± UZ
1) 集成运放的净输入电压和净 输入电流均近似为零，保护了 输入级； 2) 集成运放没有工作到非线性 区，加速集成运放状态的转换
电压比较器的分析方法：
1、写出 uP、uN的表达式，令uP＝ uN，求解出的 uI即为UT； 2、根据输出端限幅电路决定输出的高、低电平；
U OM U OM U OM U OM
当uI>URH时，uO1= － uO2= UOM，D1导通， D2截止； uO= UZ。
当uI<URH时，uO2= － uO1= UOM，D2导通， D1截止； uO= UZ 。
当URL<uI< URH时， uO1= uO2= －UOM，D1、 D2均截止； uO= 0。
UH
t
UL
ui
R
－
+
uo
ui
+
Uom
t
R1
R2
-Uom
例：R1=10k，R2=20k ，的波形。
ui 10V
5V
t
0
ui R
UR R1
－
+
+
R2
uo
Uom uo
UL
模电第7.7 正反馈应用一------电压比较器
RF R2 u U REF uO R2 RF R2 RF
uO
+UZ UT+ UT-
O
- UZ
uI
比较器有两个不同的门限电平， 故传输特性呈滞回形状。
因为电容充电和放电时常数均等于 RC ，所以 T1=T2，占空比D=T2/T=50%。 振荡频率f0。根据三要素法，电容电压uC(t)为
(4)
uC (t ) UC () [UC () UC (0)]e
t
(4-21)
趋向值：U（ U oH U CC C ） 初始值：U（ ） U TL C 0 时常值： RC 转换值：当t T1时，uC (T1 ) U TH
uI uR
电压比较器
uO
传输特性
(4-3)
4.几种常用的电压比较器
（1）单限比较器：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
开环应用 开环应用
（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。
UOM uo= uoL → “0 ”
•使输出产生跃变的输入电压Ur称为阈值电压。
• 电压比较器是集成运放的另一类基本应用电路 。
(4-2)
2. 电压比较器功能：对uI鉴幅和比较
广泛用于报警、电平检测、自控、 A/D转换等电路中。 3. 比较器的电压传输特性 及其三要素 uO＝f(ui) 电压传输特性的三个要素： ① 输出高电平UOH和低电平UOL ② 阈值电压Ur ③ ui过Ur时uO的跃变方向
单限比较器、迟滞比较器、双限比较器(窗口比较器)_图文(精)
lm339应用电路图集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-1.5VVo;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。
电压比较器、正弦波振荡电路、非正弦波发生电路
电压比较器
一、单限比较器 电路只有一个阈值电压， 电路只有一个阈值电压，输入电压逐渐增大或减小过程 当通过阈值电压变，从高电平 跃变为低电平或从低电瓶跃变为高电平。 跃变为低电平或从低电瓶跃变为高电平。 1.过零比较器 过零比较器 其阈值电压等于零。 其阈值电压等于零。
电压比较器
反相过零电压比较器
电压比较器
在实用电路中为了满足负载的需要， 在实用电路中为了满足负载的需要，常在集成运放的 输出端加稳压管限幅电路。 输出端加稳压管限幅电路。
电压比较器的输出限幅电路
电压比较器
2.一般单限比较器 一般单限比较器
电压比较器
二、滞回比较器 电路有两个阈值电压， 电路有两个阈值电压，输入电压从小变大过程中使输 出电压产生跃变时的阈值电压不等于从大变小过程中 使输出电压产生跃变的阈值电压，电路具有滞回特性。 使输出电压产生跃变的阈值电压，电路具有滞回特性。
电压比较器
加了参考电压的滞回比较器
电压比较器
三、窗口（双限）比较器 窗口（双限）
电压比较器
小结： 小结： 1）在电压比较器中，集成运放多工作在非线性区，输 ）在电压比较器中，集成运放多工作在非线性区， 出电压只有高电平和低电平两种可能的情况； 出电压只有高电平和低电平两种可能的情况； 2）一般用电压传输特性来描述输出电压与输入电压的 ） 函数关系； 函数关系； 3）电压传输特性的三个要素是输出电压的高、低电平， ）电压传输特性的三个要素是输出电压的高、低电平， 阈值电压和输出电压的跃变方向。 阈值电压和输出电压的跃变方向。输出电压的高低电 平决定于限幅电路； 所求出的U 平决定于限幅电路；令UP=UN所求出的 I就是阈值电 压；UI等于阈值电压时输出电压的跃变方向决定于同 相输入端还是反相输入端。 相输入端还是反相输入端。
LM339电压比较器的常用方法介绍
四电压比较器LM339的常用方法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：1）失调电压小，典型值为2mV；2）电源电压范围宽，单电源为2-36V，双电源电压为±1V-±18V；3）对比较信号源的内阻限制较宽；4）共模范围很大，为0~（Ucc-1.5V）V o；5）差动输入电压范围较大，大到可以等于电源电压；6）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。
l、单限比较器电路图1a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。
电压比较器是什么 电压比较器的工作原理
电压比较器是什么电压比较器的工作原理
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。
电压比较器主要有单项比较器、迟滞比较器和双限比较器（窗口比较器）。
双限比较器有两个转折电压，当输入电压向单一方向变化时输出电压跃变两次。
其传输特性如下：
poYBAGC5xguAVxqCAAFkSPu-vVY230.png
单限比较器和滞回比较器区别
单限比较器比滞回比较器抗干扰能力强，而滞回比较器比单限比较器灵敏度高。
单限电压比较器：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。
滞回比较器又称迟滞比较器：有两个门限电压。
输入单方向变化时，输出只跳变。
输入由大变小时，对应小的门限电压;输入由小变大时，对应大的门限电压。
在两个门限电压之间，输出保持原来
的输出。
上拉电阻会影响比较器输出的高电平的数值，尤其是“OC门“输出格式的比较器），从而影响门
限电压，需要考虑。
主要是影响上门限，可以把它归入正反馈。
电压比较器简单理解为：运放工作于非线性工作状态，假如基准电压在负端输入，输入的电压在正端输入的话，比较电压高于基准电压，运放就输出高电平（接近于运放的工作电源电压），输入的电压在正端输入的话，比较电压低于基准电压，运放就输出低电平。
（接近于地），基准电压加在正端，比较电压加在负端也可以的，输出刚好相反。
总之，就是正端电压高，就输出高电平，负端电压高，就输出低电平。
过零比较器,单限比较器,滞回比较器,窗口比较器
过零比较器,单限比较器,滞回比较器,窗口比较器过零比较器，单限比较器，滞回比较器，窗口比较器。
比较器是一种电子元件，用于比较两个电压的大小，并根据比较结果输出相应的信号。
在电子电路中，比较器被广泛应用于信号处理、控制系统和测量仪器等领域。
根据不同的比较功能和输出特性，比较器可以分为过零比较器、单限比较器、滞回比较器和窗口比较器。
过零比较器是一种常见的比较器，它的主要作用是检测输入信号是否穿过零点。
过零比较器通常用于交流信号的检测和处理，它可以将输入信号与零点进行比较，并输出相应的高低电平信号。
过零比较器的输出信号与输入信号的相位关系密切相关，可以用于判断输入信号的频率和相位信息。
单限比较器是一种简单的比较器，它只有一个比较阈值，当输入信号超过或低于这个阈值时，比较器将输出相应的高低电平信号。
单限比较器通常用于电压检测、开关控制和逻辑电路等应用中，它可以实现对输入信号的简单比较和判断，具有结构简单、使用方便的特点。
滞回比较器是一种具有滞回特性的比较器，它的主要作用是消除输入信号的噪声和干扰。
滞回比较器通常采用正反馈结构，当输入信号超过一定阈值时，比较器的输出将发生反转，并在一定时间内保持在反转状态，以消除输入信号的瞬时变化和波动。
滞回比较器可以有效提高系统的抗干扰能力，提高信号的稳定性和可靠性。
窗口比较器是一种具有上下限阈值的比较器，它的主要作用是检测输入信号是否在指定的范围内。
窗口比较器通常用于测量和控制系统中，它可以根据上下限阈值对输入信号进行比较，并输出相应的高低电平信号。
窗口比较器可以实现对输入信号的范围限制和判断，具有较高的灵活性和可调性。
总的来说，过零比较器、单限比较器、滞回比较器和窗口比较器都是常见的比较器类型，它们在电子电路和控制系统中都有着重要的应用。
不同类型的比较器具有不同的功能和特性，可以根据具体的应用需求选择合适的比较器类型，并结合其他电子元件和系统组件实现更复杂的功能和控制任务。
四电压比较器LM339的常用方法
四电压比较器LM339的常用方法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：1）失调电压小，典型值为2mV；2）电源电压范围宽，单电源为2-36V，双电源电压为±1V-±18V；3）对比较信号源的内阻限制较宽；4）共模范围很大，为0~（Ucc-1.5V）Vo；5）差动输入电压范围较大，大到可以等于电源电压；6）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。
图 1LM339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。
l、单限比较器电路图1a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。
HA17339A中文资料
HA17339A中文资料作者：曾李荣功能简介：：HA17339功能简介HA17339集成块是一个四电压比较器的集成块（相当于运放），它常用于逆变器的保护及控制电路、电磁炉、以及信号放大电路当中；电压比较器芯片内部装有四个独立的电压比较器，是很常见的集成电路。
利用HA17339可以方便的组成各种电压比较器电路和振荡器电路。
HA17339可构成单限比较器、迟滞比较器、双限比较器（窗口比较器）、振荡器、还可以组成高压数字逻辑门电路，并可直接与TTL、CMOS电路接口。
HA17339电路的特点如下：工作电源电压范围宽，单电源、双电源均可工作，单电源：2～36V，双电源：±1～±18V；消耗电流小，Icc=1.3mA；输入失调电压小，VIO=±2mV；共模输入电压范围宽，Vic=0～Vcc-1.5V；输出与TTL，DTL，MOS，CMOS等兼容；输出可以用开路集电极连接“或”门；采用双列直插14脚塑料封装（DIP14）和微形的双列14脚塑料封装（SOP141输出端28-输入端32输出端19+输入端33+5电源10-输入端44-输入端111+输入端35+输入端112接地（负极）6-输入端213输出端47+输入端214输出端3使用说明:Ha17339是高增益,宽频带器件,像大多数比较器一样,如果输出端到输入端有寄生电容而产生耦合,则很容易产生振荡.这种现象仅仅出现在当比较器改变状态时,输出电压过渡的间隙.电源加旁路滤波并不能解决这个问题,标准PC板的设计对减小输入—输出寄生电容耦合是有助的.减小输入电阻至小于10K将减小反馈信号,而且增加甚至很小的正反馈量(滞回1.0~10mV)能导致快速转换,使得不可能产生由于寄生电容引起的振荡.除非利用滞后,否则直接插入IC并在引脚上加上电阻将引起输入—输出在很短的转换周期内振荡,如果输入信号是脉冲波形,并且上升和下降时间相当快,则滞回将不需要.比较器的所有没有用的引脚必须接地.Ha17339偏置网络确立了其静态电流与电源电压范围 2.0~30V无关.通常电源不需要加旁路电容。
过零比较器,单限比较器,滞回比较器,窗口比较器
过零比较器,单限比较器,滞回比较器,窗口比较器过零比较器、单限比较器、滞回比较器和窗口比较器是电子电路中常用的比较器类型，它们在不同的应用场景中发挥着重要的作用。
本文将分别介绍这四种比较器的工作原理、特点和应用。
过零比较器。
过零比较器是一种常见的比较器，其主要功能是检测输入信号是否经过零点。
它通常由一个比较器和一个零点检测电路组成。
当输入信号经过零点时，比较器输出一个脉冲信号，用于触发其他电路或控制系统。
过零比较器的特点是灵敏度高、响应速度快，适用于需要对输入信号的过零点进行检测和触发的应用场景。
例如，交流电路中的零点检测、电机控制系统中的位置检测等。
单限比较器。
单限比较器是一种常用的比较器，其主要功能是比较输入信号与设定阈值的大小关系。
当输入信号超过设定阈值时，比较器输出高电平信号；当输入信号低于设定阈值时，比较器输出低电平信号。
单限比较器的特点是简单易用、成本低廉，适用于需要进行简单电压比较的应用场景。
例如，电压监测电路中的过压保护、温度控制系统中的温度检测等。
滞回比较器。
滞回比较器是一种特殊的比较器，其主要功能是在输入信号的上升沿和下降沿分别输出高电平和低电平信号。
这种特殊的输出方式可以有效抑制输入信号的噪声和干扰，提高比较器的稳定性和可靠性。
滞回比较器的特点是抗干扰能力强、稳定性高，适用于需要对输入信号进行精确比较和稳定输出的应用场景。
例如，数字通信系统中的信号检测、传感器系统中的信号处理等。
窗口比较器。
窗口比较器是一种特殊的比较器，其主要功能是比较输入信号与设定的上下限范围。
当输入信号超出设定的上下限范围时，比较器输出高电平信号；当输入信号在设定的上下限范围内时，比较器输出低电平信号。
窗口比较器的特点是能够同时检测输入信号的上限和下限，适用于需要进行双向电压比较的应用场景。
例如，电源管理系统中的电压监测、电动车控制系统中的电池管理等。
综上所述，过零比较器、单限比较器、滞回比较器和窗口比较器是电子电路中常用的比较器类型，它们分别适用于不同的应用场景，具有各自独特的特点和优势。
第7章2 (71) 简单电压比较器 迟滞比较器 窗口比较器
t
+(UZ+ UD)
t
-(UZ+ UD)
22
1.迟滞比较器 下行 迟滞比较器(下行 迟滞比较器 下行)
（反相滞回比较器 ）
ui
R
U+
R1
－+ +
R2
∞
uo
1、因为有正反馈，所以输出饱 、因为有正反馈， 和。 2、当uo正饱和时 o =+UOM) ： 、 正饱和时(u
R1 U+ = Uom = U + H R +R
3. rO=0。 。
5
例：限幅器
RF
R：限流电 ： 阻。一般 取100 。
ui t
ui
R1
– +
∞
A +
R DZ
uo uo
UZ
DZ双向 稳压管
t
-UZ
6
运放处于线性状态， 运放处于线性状态，但 外围电路有非线性元件—— 外围电路有非线性元件 稳压二极管。 稳压二极管。
*另一种形式的限幅器：双向稳压管接于负反馈回路上。 另一种形式的限幅器：双向稳压管接于负反馈回路上。
12
4、电压比较器的性能指标 、
（1）阈值电压：比较器输出发生跳变时的输入电 ）阈值电压： 压称之为阈值电压或门限电平。 压称之为阈值电压或门限电平。 （2）输出电平：输出电压的高电平和低电平。 ）输出电平：输出电压的高电平和低电平。 （3）灵敏度：输出电压跳变的前后，输入电压之 ）灵敏度：输出电压跳变的前后， 差值。其值越小，灵敏度越高。然而，灵敏度越高， 差值。其值越小，灵敏度越高。然而，灵敏度越高， 抗干扰能力就越差。 抗干扰能力就越差。零电平和非零电平比较器的灵敏 度取决于运放从一个饱和状态转换到另一个饱和状态 所需输入电压的值， 所需输入电压的值，而迟滞比较器的灵敏度等于两个 阈值电压之差值。因而，迟滞比较器的抗干扰能力强。 阈值电压之差值。因而，迟滞比较器的抗干扰能力强。 （4）响应时间：输出电压发生跳变所需的时间称 ）响应时间： 之为响应时间。 13 之为响应时间。
过零比较器,单限比较器,滞回比较器,窗口比较器
一、过零比较器过零比较器，顾名思义，其阈值电压U T=0V。
电路如图(a)所示，集成运放工作在开环状态，其输出电压为+U OM或-U OM。
当输入电压u I<0V时，U O=+U OM；当输入电压u I>0V时，U O=-U OM。
因此，电压传输特性如图(b)所示。
为了限制集成运放的差模输入电压，保护其输入级，可加二极管限幅电路，如右图所示。
★两只稳压管稳压值不同在实用电路中为了满足负载的需要，常在集成运放的输出端加稳压管限幅电路，从而获得合适的U OH和U OL，如图（725）(a)所示。
图中R为限流电阻，两只稳压管的稳定电压均应小于集成运放的最大输出电压U OM。
设稳压管D Z1的稳定电压为U Z1，稳压管D Z2的稳定电压为U Z2，U Z1和U Z2的正向导通电压均为U D。
当u I<0时，由于集成运放的输出电压u/O=+U OM，D Z1使工作在稳压状态，D Z2工作在正向导通状态，所以输出电压u O=U OH=（U Z1+U D）当u I>0时，由于集成运放的输出电压u/O=-U OM，D Z2使工作在稳压状态，D Z1工作在正向导通状态，所以输出电压u O=U OL=-（U Z2+U D）★两只稳压管稳压值相同若要求，U Z1=U Z2则可以采用两只特性相同而又制作在一起的稳压管，其符号如图(b)所示，稳定电压标为±U Z。
当u I<0时，u O=U OH=U Z；当u I>0时，u O=U OL=-U Z。
★稳压管接在反馈通路中限幅电路的稳压管还可跨接在集成运放的输出端和反相输入端之间，如右图所示。
假设稳压管截止，则集成运放必然工作在开环状态，输出电压不是+U OM，就是-U OM。
这样，必将导致稳压管击穿而工作在稳压状态，D Z构成负反馈通路，使反相输入端为“虚地”，限流电阻上的电流i R等于稳压管的电流i Z，输出电压u O=±U Z。
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进行比较和鉴别的电路。
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和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和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)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）和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的大小和极性均可调整，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。
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。
如何使用通用比较器
如何使用通用比较器
一、比较器的作用
比较器是将一个模拟电压信号与一个基准电压相比较的电路。
常用的幅度比较电路有电压幅度比较器，具有迟滞特性的比较器。
这些比较器的阈值是固定的，有的只有一个阈值，有的具有两个阈值。
二、通用比较器电路的类型
1、单限比较器
说明：◆当Vref=2.5V时，
Vin>Vref时，
Vout≈0V。
◆当Vref=2.5V时，
Vin<Vref时，
Vout≈+5V。
图1
2、双限比较器（窗口比较器）
说明：◆当Vref1≈1.667V时，
Vref2≈3.333V时，
Vref2>Vin>Vref1时，
Vout≈+5V。
◆当Vref1≈1.667V时，
RVref2≈3.333V时，
Vin<Vref1时，
Vout≈0V。
或
Vin>Vref2时，
Vout≈0V。
图2
3、迟滞比较器
说明：◆当Vref=2.5V时，
Vin上升至约3.3V时，
Vout≈0V，
Vin下降至约1.7V时，
Vout≈+5V。
图3
4、对输入波形进行整形
说明：采用图1单限比较器
电路。
◆在in端输入正弦波，
out端输出矩形波。
如图4-1所示。
◆将图1中GND接至-5V电源
Ref接至GND。
在in端输入正弦波，图4-1 图4-2
out端输出等宽矩形波。
如图4-2所示。
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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lm339应用电路图集
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。
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。
迟滞比较器
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。
迟滞比较器又可理解为加正反馈的单限比较器。
前面介绍的单限比较器，如
果输入信号Uin在门限值附近有微小的干扰，则输出电压就会产生相应的抖动
（起伏）。
在电路中引入正反馈可以克服这一缺点。
图4a给出了一个迟滞比较器，人们所熟悉的“史密特”电路即是有迟滞的
比较器。
图4b为迟滞比较器的传输特性。
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。
如果需要将一个跳变点固定在某一个参考电压值上，可在正反馈电路中接入一个非线性元件，如晶体二极管，利用二极管的单向导电性，便可实现上述要求。
图5为其原理图。
图6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U42.8V，U5=2.8V，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>2.8V，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2.7V，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，U4U3，电磁炉才又开始工作。
这正是我们所期望的。
双限比较器（窗口比较器）
图7电路由两个LM339组成一个窗口比较器。
当被比较的信号电压Uin位于门限电压之间时（UR1UinUR2），输出为高电位（UO=UOH）。
当Uin不在门限电位范围之间时，（Uin>UR2或UinUR1）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
图8为有1/4LM339组成的音频方波振荡器的电路。
改变C1可改变输出方波的频率。
本电路中，当C1=0.1uF时。
f=53Hz；当C1=0.01uF时，f=530Hz；当C1=0.001uF时，f=5300Hz。
LM339还可以组成高压数字逻辑门电路，并可直接与TTL、CMOS电路接口。