电压比较器

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。

运算放大器采用差分输入，而且具有较高增益，这与比较器的特性相似，所以在实际应用中可以作为低性能比较器使用。

理论上一个开环组态（无负反馈）的运放可以发挥低端比较器的作用。当正相输入端（V ）的电压高于反相输入端（V-）时，由于运放较高的开环增益，在输出端输出一个正向饱和电压 U_sat。当反相输入端（V-）的电压高于正相输入端（V ）时，在输出端输出一个反向饱和电压-U_sat。而对工作在线性段负反馈组态、由分离电压供电（±V）的运放而言，其传递函数可写作：

实践中，与使用专用比较器相比使用运放比较器有以下缺点：

1. 运放被设计为工作在有负反馈的线性段，因此饱和的运放一般有较慢的翻转速度。大多数运放中都带有一个用于限制高频信号下压摆率的补偿电容。这使得运放比较器一般存在微秒级的传播延迟，与之相比专用比较器的翻转速度在纳秒量级。

2. 运放没有内置迟滞电路，需要专门的外部网络以延迟输入信号。

3. 运放的静态工作点电流只有在负反馈条件下保持稳定。当输入电压不等时将出现直流偏置。

4. 比较器的作用为数字电路产生输入信号，使用运放比较器时需要考虑与数字电路接口的兼容性。

5. 多节运放的不同频率间可能产生干扰。

6. 许多运放的输入端有反向串联的二极管。运放两极的输入一般是相同的，这不会造成问题。但比较器的两极需要接入不同的电压，这就可能导致意想不到的二极管的击穿。

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；

可工作在线性工作区和非线性工作区。

工作在线性工作区时特点是虚短，虚断；

工作在非线性工作区时特点是跳变，虚断；

由于比较器的输出只有低电平和高电平两种状态，所以其中的集成运放常工作在非线性区。从电路结构上看，运放常处于开环状态，又是为了使比较器输出状态的转换更加快速，以提高响应速度，一般在电路中接入正反馈。

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。

单值电压比较器的基本功能是比较两个电压的大小，并由输出的高电平或低电平来反映比较结果。运放在电路中处于开环状态(有时还要引入正反馈来改善性能)，两个输入量分别施加于运放的两个不同的输入端，其中一个是参考电压Ur，一个是输入信号Ui。当参考电压是0 时，也称过零比较器。

电压比较器主要用于比较、定时、延迟、电平转换等，在制冷装置上的应用很多，例如用于温控电路、复位电路、3min 延时比较电路等。2100433B

备案信息

备案号：2355-1992