运放电路的知识点（四）

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一般常用的电压比较器分为三种：单限比较器、滞回比较器和窗口比较器。
为了正确画出电压比较器的电压传输特性，必须要求出的三个要素：
（1）输出电压高电平和低电平的数值，即UOH和UOL；
（2）阈值电压的数值UT；
（3）当输入电压（uI）变化且经过阈值电压（UT），输出电压（uo）的跃变方向，即是从高电平向低电平跃变，还是从低电平向高电平跃变。

一、单限比较器

1、过零比较器

过零比较器，即阈值电压等于0的一种电压比较器。
分析时应该把握的两个基本点：
（1）输出电压只有两种情况，要么为正的最大值，要么为负的最大值；
（2）由于差模输入电阻无穷大，因此净输入电流为0。
一般单限比较器输出电压与输入电压之和的关系,硬件知识学习,硬件工程,嵌入式硬件,经验分享
在实际应用时，输入级采取的一般处理方法：

在实际应用时，输出级采取的一般处理方法：

2、一般单限比较器

单限电压比较器的工作原理：
当正相输入端的电位高于反相输入端的电位时，输出高电平；
当反相输入端的电位高于正相输入端的电位时，输出低电平。
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根据阈值电压的表达式也可以看出，只要改变参考电压𝑈𝑅𝐸𝐹的大小和极性，以及电阻 R1 和R2 的阻值，就可以改变阈值电压的大小和极性。若想要改变输入电压𝑢𝐼经过𝑈𝑇时𝑢𝑂的跃变方向，则应将集成运放的同相输入端和反相输入端的电路互换。
比如：若参考电压𝑈𝑅𝐸𝐹 > 0，则电压传输特性如图 5 中的（a）所示；若参考电压𝑈𝑅𝐸𝐹 < 0，将同相输入端和反相输入端的电路互换，则电压传输特性如图 5 中的（b）所示。
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二、滞回比较器

滞回比较器的特性和由来：
在单限比较器中，输入电压在阈值电压附近的任何微小变化，都将引起输出电压的跃变，不管这种微小变化是来自于输入信号还是外部干扰。因此，虽然单限比较器很灵敏，但是抗干扰能力差。滞回比较器具有滞回特性，即具有惯性，因此也就具有了一定的抗干扰能力。

1、参考电压端接地，即不接参考电压时的情况

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不加参考电压，滞回比较器的电压传输特性分析：

2、参考电压端接入时的情况

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加了参考电压的滞回比较器的分析：

改变参考电压的大小和极性，电压传输特性将产生水平方向的移动；
改变稳压管的稳定电压的大小可以使得电压传输特性产生垂直方向的移动。

三、窗口比较器

单限比较器和滞回比较器在输入电压单一方向变化时，输出电压只能跃变一次，因而不能检测出输入电压是否在两个给定的输入电压之间，而窗口比较器具有这个功能。
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通过对上述三种电压比较器的分析和学习，有：
（1）在电压比较器中，集成运放多工作在非线性区，输出电压只有高电平和低电平两种状态；
（2）一般使用电压传输特性来描述输出电压与输入电压之间的函数关系；
（3）电压传输特性的三个要素：输出电压的高电平和低电平、阈值电压、输出电压的跃变方向。其中，输出电压的高低电平取决于限幅电路；令u_N=u_P时求得的u_I就是阈值电压；输出电压的跃变方向取决于当输入电压u_I等于阈值电压U_T时，输入是在集成运放的同相输入端还是反相输入端。