电压比较器与应用

为解决响应时间和电平匹配问题，电压比较 器被设计成专用的电路，并出现了各种集成 电压比较器。
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3.6.1概述
电压比较器电路包括差动输入级、高增 益放大级和逻辑电平输出级三部分。差 动输入级保证比较器具有与运放可比拟 的输入参数，即低的Vos、Ios和宽的共 模输入电压范围等。高增益放大级保证 比较器有高的分辨率和转换速率。逻辑 电平输出级保证比较器可直接与各类数 字逻辑电路相接口。
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滞后电压比较器
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四、窗孔比较器
窗孔比较器的功能是判断输 入信号电平是否在某一范围 之内。它可由两个任意电平 比较器适当组合而构成。
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四、窗孔比较器
假定参考电压VR1＞VR2 当出0通T当时均T电当出为截管电饱截V为，V平为，止V1为T平和iR＞止1Di电。饱0A<，电，01导2电1，V平电截和VD、平二通＞R平输R2，止平导1，极A，V导2，出2i，二，时时＞通A管输通的晶V2晶，极A，D出，o输，输体V21体为A管AVR同输出晶导出 管1o1管21D输为为出输体样1 0输电出平V。o为0电平。
+VZ
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-VZ
Vi
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Vo
+V
Z
-
Vi
VZ
R1=10K，R2=15K，R3=30K，R4=3K，VR=0， VZ=6V， 根 据 式 （ 3 - 2 5 ） 和 式 （ 3 - 2 6 ） 计 算 VTH1=2V, VTH2 = -2V。
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反相滞后电平比较器
当正输向入过足够程低时，输出为高电平，VOH=+VZ
V

R2
R3
R3
VR

R2
R2
R3
VOH

R3VR R2VOH R2 R3
当从足够低逐渐上升到阈值时VTH1= VVo+
+VZ
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-VZ
Vi
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反相滞后电平比较器
当V输负入向R2足R过3R够程R3高V 时 ，R2输R2 R出3 为(V低Z 电) 平RV3VROLR2=-VRRZ23VZ 从足够高逐渐下降使由跳变为的阈值V为o VTH2= V+
比较器的输入量是模拟量，输出量 是数字量，所以它兼有模拟电路和 数字电路的某些属性，是模拟电路 和数字电路之间联系的桥梁，是重 要的接口电路。
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模拟量
数字量
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3.6.1概述
普通运放有时也能作比较器，只要它的输出 电平被钳位在要求的逻辑电平即可。但运放 电路在设计时，重点考虑的是输出与输入之 间的线性放大特性以及稳定性（包括频率补 偿）等重要指标，而运放的响应时间一般较 长。
3.6电压比较器与应用
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3.6.1概述
模拟电压比较器是用来鉴别和比较两个 模拟输入电压相对大小的器件。这两个 模拟输入电压，可以一个是模拟输入信 号，另一个是参考电压，也可以两个都 是模拟输入电压。
比较器的输出反映两个输入量之间相对 大小的关系。
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概述
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“振铃”现象
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三、滞后电平比较器
（也称“施密特触发器 ”、“滞回 电平比较器”、“迟滞电平比较器” 等）
克服比较器的“振铃”现象，可采 用滞后比较器。
在比较器的同相端加入少量的正反
馈，即可构成滞后比较器。
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反相输入
滞后电平比较器
同相输入
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差动电压比较器
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差动型电压比较器
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，简称阈值；
比较器的传输特性是比较器的输出 电压与输入电压在平面直角坐标系 上的关系。
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限幅电路与过压保护电路
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VTH1

(1
R2 R3
)VR

R2 R3
VOL
VTH2

(1
R2 R3
)VR

R2 R3
VOH
两个阈值的差值称为回差：
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VTH VTH1 VTH2
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滞后电平比较器
滞后电平可用R2调节，只要ΔV选择 合适，就可消除上述“振铃”现象，
从而大大提高抗干扰能力。但滞后 电平ΔV的存在，会使检测灵敏度变 差，所以ΔV不宜取得过大。
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限幅电路与过压保护电路
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限幅电路与过压保护电路
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二、任意电平比较器
1.非过零比较器
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二、任意电平比较器
2．求和型任意电平比较器
阈值电压：
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V V 0
R1
V R V V

R1 i R1 R2
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3.6.1概述
比较器的技术指标主要有：分辨率 的高低、比较速度的快慢、输入电 压范围的宽窄，以及逻辑电平兼容 性的强弱。
一个性能优良的比较器应具有高的 分辨率、快的比较速度、宽的输入 电压范围和强的逻辑兼容性。
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3.6.2比较器的应用
一、差动电压比较器
VR

2 RR2 R1 R2
Vi
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二、任意电平比较器
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二、任意电平比较器
任意电平比较器当Vi达到比较电平时， 立即翻转，用它检测信号电压时，灵敏 度高，但若被测信号叠加一定的干扰信 号时，可能使比较器产生振荡，造成误 翻转，这就是所谓电平比较器的“振铃” 现象。
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3.6.3 集成电压比较器
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集
成
单比较器
比
较
双比较器
器wenku.baidu.com
数 目
四比较器等
信 高速比较器
号
相 应
中速比较器
速 度 低速比较器
集
双极性电压比较器
精密电压比较器
性
成 制 造 工 艺
能 指 标 CMOS型电压比较器
高灵敏度电压比较器
低功耗低失调 电压比较器
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窗孔比较器
VO
VL
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VR2
VR1
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四、窗孔比较器
注意：A1与A2的输出端不能直接相连， 因为当A1与A2的输出电压极性相反 时，将互为对方提供低阻通路而导 致运放烧毁。
窗孔比较器用处很多，如在产品的 自动分选、质量鉴别等情况均用到 它。
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