一、電壓比較器是對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行鑒幅與比較的電路,是組成非正弦波發(fā)生電路的基本單元電路。電壓比較器可以用作模擬電路和數(shù)字電路的接口,還可以用作波形產(chǎn)生和變換電路等。由于比較器的輸出只有低電平和高電平兩種狀態(tài),因此其中的集成運(yùn)放常常工作在非線性區(qū),從電路結(jié)構(gòu)上看,電壓比較電路的集成運(yùn)放不是處于開(kāi)環(huán)狀態(tài),就是處于正反饋狀態(tài)。電壓比較器的輸出電壓和輸入電壓的函數(shù)關(guān)系一般用電壓傳輸特性曲線來(lái)描述,其中輸入電壓是模擬信號(hào),而輸出電壓是數(shù)字信號(hào)。
電壓比較器的工作原理:當(dāng)同相輸入端的電壓高于反相輸入端的電壓時(shí),電壓比較器輸出為高電平;當(dāng)同相輸入端的電壓低于反相輸入端的電壓時(shí),電壓比較器輸出為低電平。
二、電壓比較器的分類:單限比較器、滯回比較器、窗口比較器、三態(tài)電壓比較器。
按照具體功能可分為:通用型、高速型、低功耗型、低電壓型、高精度型。
按照輸出方式可分為:普通輸出型、集電極(漏極)開(kāi)路輸出型、互補(bǔ)輸出型。
三、分析電壓傳輸特性的三要素:
(1)、通過(guò)研究集成運(yùn)放輸出端所接的限幅電路來(lái)確定電壓比較器的輸出低電平Uol和輸出高電平Uoh;
(2)、寫出集成運(yùn)放同相輸入端、反向輸入端電位Up和Un的表達(dá)式,令Up=Un,解得輸入電壓Ui就是閾值電壓Ut;
(3)、輸出電壓Uo在Ui過(guò)Ut時(shí)的躍變方向決定于Ui作用于集成運(yùn)放的哪個(gè)輸入端。當(dāng)Ui從反相輸入端輸入時(shí),Ui<Ut,Uo=Uoh;Ui>Ut,Uo=Uol。當(dāng)Ui從同相輸入端輸入時(shí),Ui<Ut,Uo=Uol;Ui>Ut,Uo=Uoh。
四、三種電壓比較器的對(duì)比:
(1)、單限比較器:?jiǎn)蜗薇容^器很靈敏,但是抗干擾能力差。
(2)、滯回比較器:滯回比較器具有滯回特性(具有慣性),因此也具有一定的抗干擾能力。滯回比較器引入了正反饋。
五、電壓比較器和運(yùn)算放大器的異同:
(1)、電壓比較器的運(yùn)放工作在非線性區(qū),處于開(kāi)環(huán)狀態(tài)或正反饋狀態(tài);而運(yùn)算放大器一般工作在負(fù)反饋狀態(tài)。
(2)、電壓比較器的輸出是開(kāi)關(guān)量(數(shù)字信號(hào));而運(yùn)算放大器的輸出是模擬信號(hào)。
(3)、電壓比較器的翻轉(zhuǎn)速度快,一般為ns級(jí)別;而運(yùn)算放大器的翻轉(zhuǎn)速度較慢,一般為us級(jí)別。
(4)、運(yùn)算放大器具有較高的增益,而且特性與比較器類似,因此可以作為低性能的電壓比較器來(lái)使用;但是在實(shí)際的應(yīng)用中,還是推薦使用專用的電壓比較器。