《电压比较器》PPT课件

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1、7.4.1 简 单 电 压 比 较 器 7.4.2 迟 滞 比 较 器 7.4.3 窗 口 比 较 器第 七 章 信 号 的 非 线 性 处 理 电 压 比 较 器 的 主 要 作 用 是 进 行 电 平 检 测 。第 一 节 简 单 电 压 比 较 器利 用 电 压 比 较 器 进 行 电 平 检 测 波 形 示 意 图tuI0uO0 tuR参 考 电 压 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 ); 用 途 ： 可 用 作 模 拟 电 路 和 数 字 电 路 的 接 口 ， 还可 以

2、 用 作 电 平 检 测 、 波 形 产 生 和 变 换 电 路 等 。2 运 放 的 工 作 状 态 比 较 器 电 路 中 的 运 放 一 般 在 开 环 或 正 反 馈 条 件下 工 作 ， 运 放 的 输 出 电 压 只 有 正 和 负 两 种 饱 和 值 ，即 运 放 工 作 在 非 线 性 状 态 。 在 这 种 情 况 下 ， 运 放 输入 端 “ 虚 短 ” 的 结 论 不 再 适 用 ， 但 “ 虚 断 ” 的 结 论仍 然 可 用 。1 电 压 比 较 器 的 功 能 常 用 的 电 压 比 较 器 有 ：零 电 平 比 较 器 (过 零 比 较 器 )非 零 电 平 比

3、较 器 (单 限 比 较 器 )迟 滞 比 较 器 （ 滞 回 比 较 器 ）窗 口 比 较 器 (双 限 比 较 器 )3 电 压 比 较 器 的 类 型 简 单 比 较 器 （ 1） 阈 值 电 压 ： 比 较 器 输 出 发 生 跳 变 时 的 输 入 电压 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 。 （ 3） 灵 敏 度 ： 输 出 电 压 跳 变 的 前 后 ， 输 入 电 压 之差 值 。 其 值 越 小 ， 灵 敏 度 越 高 。 然 而 ， 灵 敏 度 越 高 ，抗 干 扰 能 力 就 越

4、 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 ， 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 。 （ 4） 响 应 时 间 ： 输 出 电 压 发 生 跳 变 所 需 的 时 间 称之 为 响 应 时 间 。 4、 电 压 比 较 器 的 性 能 指 标 5 电 压 比 较 器 的 分 析 方 法若 U- U+ 则 UO=-UOM；若 U- U+ 则 UO

5、=+UOM。 只 有 当 U-=U+时 ， 输 出 状态 才 发 生 跳 变 ； 反 之 ， 若 输 出发 生 跳 变 ， 必 然 发 生 在 U-=U+的 时 刻 。 虚 断 （ 运 放 输 入 端 电 流 =0）注 意 ： 此 时 不 能 用 虚 短 ！ Ui=U-U+uo+UOM-U OM理 想情 况 实 际情 况 电 压 比 较 器 在 输 出 状 态跳 变 过 程 中 ， 运 放 可 视 为 在线 性 区 工 作 。按 理 想 情 况 分 析 uo U+-U-0+UOM-UOM + + uoU+U_ uo0 +UOM-UOM U-U+注 意 ：称 之 为 同 相 比 较 器 称 之

6、为 反 相 比 较 器 + + uouiUR uo ui0+Uom-Uom URUR为参考电压 (阈值电压： P285定义) 当 ui UR时 , uo = +Uom当 ui UR时 , uo = -Uom 一 、 非 零 电 平 比 较 器 若 ui 从 同 相 端 输 入（ 同 相 电 压 比 较 器 ） + + uouiUR uo ui0+Uom-Uom UR当 ui UR时 , uo = -Uom 若 ui从 反 相 端 输 入电 压比 较 器 （ 反 相 电 压 比 较 器 ） uREF为 参 考 电 压 ， 根 据 比较 器 在 临 界 状 态 条 件 可求 得 电 路 的 阈 值

7、 电 压 。图 1： 图 10uuRR RuRR Ru PREF21 2i21 1N REF12iT uRRuu ZoOH,oNTiREF uuUu0uuu0u 时 ，当 ZoOL,oNTiREF uuUu0uuu0u 时 ，当 电 压比 较 器 REF21 2PT uRR Ruu ZoOH,oTi uuUuuu 时 ，当 ZoOL,oTi uuUuuu 时 ，当 图 2： 图 2uT应 用 ： 电 平 显 示 器 、 逐 次 比 较A/D等 。 +UoH-U oL VTvo vi0 电 压比 较 器 uo ui0+UOM-UOM+ + uoui : 当UR =0时+ + uoui uo u

8、i0 +UOM-UOM 电 压比 较 器 二 、 零 电 平 比 较 器 + + uoui tui tuo+Uom-Uom例题：利用电压比较器将正弦波变为方波。问 题 ： 若 反 相 端 不 是 接地 ， 而 是 接 参 考 电 压 VREF，输 出 波 形 会 有 什 么 样 的变 化 ？电 压比 较 器 + +ui uo ui0+UZ-UZuoUZ uo ui0+UOM -UOM+ + uoui忽略了正向压降UF电 压比 较 器 用 稳 压 管 稳 定 输 出 电 压 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

9、。 作 用 ： a） 使 Uo 0时 的 输 出 更 接 近 0； b） DZ有 存 储效 应 ， D的 跳 变 速 度 快 ， 使 输 出 接 近 矩 形 波 。 D 迟 滞 比 较 器 （ 滞 回 比 较 器 、 滞 环 比 较 器 、 施 密 特 触 发 器 ） 单 限 比 较 器 的 优 点 是 电 路 结构 简 单 ， 灵 敏 度 高 。 但 是 ， 主 要缺 点 是 抗 干 扰 能 力 差 。 如 果 输 入电 压 因 受 干 扰 或 噪 声 的 影 响 ， 单限 比 较 器 的 输 出 端 电 压 将 会 在 高 、低 两 种 电 平 之 间 频 繁 地 反 复 跳 变 ，使 电

10、 路 不 能 稳 定 工 作 。 波 形 示 意图 如 右 所 示 ：单 限 比 较 器 的 优 缺 点 ： tuI0u O0 t门 限 电 平+(UZ+ UD)-(UZ+ UD) 一.迟滞比较器(下行)特点:电路中使用正反馈和uo相连，而uo有两个值，所以对应的U+就有两个值。故阈值电压就有两个值。（ 反 相 迟 滞 比 较 器 ） + + uoR R2R1uiUR1.电 路 结 构 2.阈值估算临界跳变时：根据叠加原理，有 ：当u o负饱和时(uo =-UOM) ：+ + uoR R2R1uiuR 迟 滞比 较 器 0 NP ii iuUU TRo uuRRRuRRRU 21 221 1当

11、uo正饱和时(uo =UOM) ：RoMT uRRRURR Ru 21 221 11 RoMT uRRRURR Ru 21 221 12 这时, 设初始值:迟 滞比 较 器 RoMT uRRRURRRu 21 221 1 uo ui0 uT1uT2传输特性+UOM-UOM 1 ToMo uUUu oMoMo Tii UUu uuu 从 当设 1, 2 ToMo uUUu oMoMo Tii UUu uuu 从 当设 2,3.电压传输特性+ + uoR R2R1uiUR uo ui0+Uom-Uom uT1uT2迟 滞比 较 器 传 输 特 性当 时 ， 传 输 特 性 即 为 如 图 曲 线

12、；0Ru oMT URR Ru 21 11 oMT URR Ru 21 12 特 点 ： 输 出 端 从 高 电 平 跳 变到 低 电 平 对 应 的 阈 值 电 压 与从 低 电 平 跳 变 到 高 电 平 对 应的 阈 值 电 压 不 同 ！ 输 入 信 号 单 方 向 变 化 时 ， 只与 一 个 阈 值 电 压 比 较 tuiuT1uT2 tuoUom-Uom+ + uoR R2R1ui U+迟 滞比 较 器 例 1:设 输 入 为 正 弦 波 , 画 出 输 出 的 波 形 。uo ui0+Uom-U om uT1uT2 假 设 开始 时 UO为 UOM 想 想 :假 设开 始 时

13、UO为 UOM? R1=10k， R2=20k ， UOM=12V， UR=9V当输 入 ui为 如 图 所 示 的 波 形 时 ， 画 出 输 出 uo的 波 形 。+ + uoR R2R1uiUR上下限： RoMT URRRURR Ru 21 221 11 =10VRoMT URRRURR Ru 21 221 12 =2V 迟 滞比 较 器 例 2： ui t 2V10Vuiuo+UOM-U OMuo ui0 uT1uT2传输特性+UOM-UOM + + uoR R2R1uiUR迟 滞比 较 器 2V 10V tt 2.阈值估算临界跳变时：根据叠加原理，有 ：当 正饱和时( ) ：迟 滞比

14、 较 器 0 NP ii RuUU 当 负饱和时( ) ：+ + uoR R2R1uiuR Ri21 221 1 uuRRRuRR RU o RoMT uRRRURRu 2 21211 )( RoMT uRRRURRu 2 21212 )( ou oMo Uu ou oMo Uu 二 .迟 滞 比 较 器 (上 行 )（ 同 相 迟 滞 比 较 器 ） 1.电路结构 Roi uRRR uRRu 2 21 21)( Tu 这时, 设初始值:迟 滞比 较 器 1 ToMo uUu 门 限 为 oMoMo Tii UUu uuu 从 当设 1, 2 ToMo uUu 门 限 为 oMoMo Tii

15、UUu uuu 从 当设 1,3.电压传输特性+ + uoR R2R1uiuR RoMT uRRRURRu 2 2121 )( UT1UT2uo ui0UoM-UoM uT1uT2 uo ui0Uom-Uom传输特性曲线+ + uoR R2R1ui oMT URRu 211 oMT URRu 212 上下门限电压迟 滞比 较 器当 时 ， 传 输 特 性 即 为 如 图 曲 线 ；0Ru + + uoR R2R1uiUR uT1uT2uo ui0Uom-Uom迟 滞 比 较 器 两 种 电 路 结 构 和 传 输 特 性 的 比 较 :+ + uoR R2R1uiUR uo ui0 uT1uT

16、2 滞 回 比 较 器 可 以 组 成矩 形 波 、 锯 齿 波 等 非 正 弦信 号 发 生 电 路 ， 也 可 以 实现 波 形 变 换 。 与 单 限 比 较器 相 比 ， 滞 回 比 较 器 的 主要 优 点 是 抗 干 扰 能 力 强 。波 形 示 意 图 如 右 所 示 ： tuI0uO0 t正 向 门 限 电 平+UZ-U ZUT- UT+ 负 向 门 限 电 平滞 回 比 较 器 的 主 要 优 点 tuI0uO0 t正 向 门 限 电 平 +UZ-UZUT-UT+ 负 向 门 限 电 平干 扰 太 大 ， 滞 回功 能 会 失 效 输 出 电 压 高 电 平 UOH和 低 电

17、 平 UOL的数 值 ；阈 值 电 压 的 数 值 UH（ U+H、 U+L） ；当 ui 变 化 且 经 过 UH时 ， uO跃 变 。 跃变 的 方 向 决 定 于 同 相 比 较 器 还 是 反 相比 较 器 。 为 了 正 确 画 出 电 压 传 输 特 性 ，必 须 求 出 以 下 三 个 要 素 ：注 意 ： 电 压 比 较 器 是 一 种 常 见 的 模 拟 信 号 处 理电 路 ， 它 将 一 个 模 拟 输 入 电 压 与 一 个 参 考电 压 进 行 比 较 ， 并 将 比 较 的 结 果 输 出 。 比较 器 的 输 出 只 有 两 种 可 能 的 状 态 ： 高 电 平

18、或 低 电 平 ， 为 数 字 量 ； 而 输 入 信 号 是 连续 变 化 的 模 拟 量 ， 因 此 比 较 器 可 作 为 模 拟电 路 和 数 字 电 路 的 “ 接 口 ” 。 在 如 图 所 示 电 路 中 ， R1=R2=5k， 基 准 电 压UREF=2V， 稳 压 管 的 稳 定 电 压 UZ= 5V， 输 入 电 压 为如 图 所 示 的 三 角 波 ， 试 画 出 输 出 电 压 。例 1 电 压 传 输 特 性 的 趋 势 .U T的 具 体 值 有 待 下 面 求 得 .无 正 反 馈 ,单 阈 值 解 ：令 uN=uP=0， 则 求 出 阈 值 电 压所 以 画 出

19、 输 出 波 形 如 图 所 示 ： 1 在 左 图 （ a） 所 示 电 路 中 ， 已 知 R1=50k，R2=100k， 稳 压 管 的 稳 定 电 压 UZ= 9V， 输 入 电 压uI的 波 形 如 右 图 （ a） 所 示 ， 试 画 出 输 出 电 压 uo的 波形 。 例 2有 正 反 馈 , 双 阈 值 解 ： 输 出 高 电 平 和 低 电 平 分 别 为 UZ= 9V， 阈 值 电 压画 出 电 压 传 输 特 性 如 图（ c） 所 示 。 根 据 电 压传 输 特 性 便 可 画 出 uo的波 形 ， 如 图 （ b） 所 示 。从 波 形 可 以 看 出 ， u I

20、的变 化 在 UT之 间 时 ， uo不 变 ， 表 现 出 一 定 的 抗干 扰 能 力 。 两 个 阈 值 电压 的 差 值 愈 大 ， 电 路 的抗 干 扰 能 力 愈 强 ， 但 灵敏 度 变 差 ； 因 此 应 根 据具 体 需 要 确 定 差 值 的 大小 。 三 要 素 法 ： 限 幅 电 路 概 述 及 二 极 管 钳 位 作 用1. 限 幅 电 路 概 述 限 幅 电 路 又 叫 钳 位 电 路 ， 特 点 是 当 输 入 大 到 一 定 范 围后 ， 输 出 不 再 随 输 入 的 增 大 而 变 化 ， 而 保 持 在 某 个 固 定 值上 。 这 种 特 性 不 仅 用

21、 于 信 号 的 处 理 和 运 算 中 ， 也 广 泛 用 于过 载 保 护 中 。 限 幅 电 路 按 是 否 带 运 放 分 为 有 源 和 无 源 两 种 。由 于 运 放 具 有 高 输 入 阻 抗 和 低 输 出 阻 抗 的 特 点 ， 所 以 带 运放 的 有 源 限 幅 器 可 使 信 号 源 和 负 载 之 间 有 良 好 的 隔 离 作 用 。但 是 由 于 受 运 放 频 率 相 应 的 限 制 ， 接 入 运 放 后 ， 电 路 的 工作 频 率 变 窄 。 限 幅 电 路 限 幅 器 的 主 要 技 术 指 标 是 限 幅 门 限 值 和 限 幅 系 数 ， 结 合下

22、 图 来 说 明 。 1.下 限 限 幅 门 限 值 Vth-2.上 限 限 幅 门 限 值 Vth+3.下 限 限 幅 电 压 VL4.上 限 限 幅 电 压 V H术 语 5.限 幅 区 ;上 、 下 限 幅 区6.传 输 区7.限 幅 系 数 KLI 限传)/( )/( IILI dvdv dvdvK 00 有 两 个 限 幅 区 ， 传 输 区 夹 在 两 个 限 幅 区 之 间 ， 具 有 这 种传 输 特 性 的 限 幅 器 叫 双 向 限 幅 器 。 只 有 一 个 传 输 区 和 一 个 限幅 区 的 限 幅 器 叫 单 向 限 幅 器 。 若 限 幅 区 夹 在 两 个 传

23、输 区 之 间则 称 区 间 限 幅 器 。 2. 二 极 管 的 钳 位 作 用 二 极 管 钳 位 如 下 图 所 示 ， 该 电 路 为 串 联 限 幅 。单 向 限 幅 器1. 单 运 放 二 极 管 单 向 限 幅 器 二 极 管 限 幅 器 就 是 利 用 二 极 管 单 向 导 电 性 特 性 构 成 的 ，如 下 图 ， 为 并 联 限 幅 。 Ui UR ， D导 通 ， 限 幅 电 压 为 ： )( RDfL UURRU 2 由 于则 上 限 限 幅 门 限 电 压 值 Vth+为 ： thDR VRRRUU 12 2 )( DRth UUR RRV 2 122. 稳 压

24、管 单 向 限 幅 器 稳 压 管 单 向 限 幅 器 如 图 所 示 。有 稳稳稳 时 ，时 ， UUUU URRRUUU Oi iLLOi 5.6.3 双 向 限 幅 器1. 单 运 放 二 极 管 双 向 限 幅 器 把 二 极 管 和 电 阻 分 压 组 合 起 来 ， 并 接 在 运 放 的 反 馈回 路 中 ， 就 组 成 了 普 通 二 极 管 双 向 限 幅 器 。 二 极 管 双 向 限幅 器 电 路 及 传 输 特 性 如 图 所 示 。 由 于 输 入 信 号 Ui变 化 时 ，二 极 管 D1、 D2有 三 种 组 合 ， 从 而 电 路 输 出 形 成 三 个 区 间

25、 。 1） 传 输 区 ： D1、 D2截 止 ， 电 路 为 反 相 比 例 放 大 电 路 。 等 效 电 路 如 图 (a)所 示 。 RRUUA fiOVf 传 输 2） 上 限 幅 区 ： Ui正 向 增 大 ， 使 D1导 通 、 D2截 止 ， 电 路 开 始 工 作 在 上 限 幅 区 。 等 效 电 路 如 图 (b)所 示 。)(/( 12 1 2112 121 RVRURRU VRRAVV URRRVRRV RRR VVVU CCi fO LfVf Lth DCCL LCCCCD 输 出 电 压 ：上 门 限 电 压 为 ： ）（限 幅 电 压 为 ： 传 输 3） 下

26、限 幅 区 ： Ui负 向 变 化 时 ， 使 D1截 止 、 D2导 通 ， 电 路开 始 工 作 在 下 限 幅 区 。 等 效 电 路 如 图 (c)所 示 。）下 门 限 电 压 为 ： ）限 幅 电 压 为 ： DEE fth DEEH URRRVRRRRV URRRVRRV 3 4334 3 4334 (2. 双 运 放 二 极 管 双 向 限 幅 器 双 运 放 二 极 管 双 向 限幅 器 的 电 路 形 式 较 多 ， 详见 相 关 资 料 。 3. 单 运 放 稳 压 管 双 向 限 幅 器 单 运 放 稳 压 管 双 向 限 幅 器 电 路 和 传 输 特 性 如 下 图

27、 所 示 。 4. 单 运 放 稳 压 管 桥 式 双 向 限 幅 器 单 运 放 稳 压 管 桥 式 双 向 限 幅 器 电 路 和 传 输 特 性 如 图 所示 。 二 极 管 桥 式 电 路 和 反 馈 电 阻 并 接 在 运 放 的 反 馈 电 路中 ， 可 提 高 电 路 的 限 幅 精 度 ， 改 善 正 负 限 幅 电 压 的 对 称性 。 当 输 入 电 压 为 零 时 ， 加 在 桥 路 上 的 电 源 电 压 为 +VCC，-VEE通 过 R4和 R5使 稳 压 管 DZ导 通 ， 而 D1D4均 截 止 。 设R4 = R5 =R， 稳 压 管 的 稳 压 值 为 VZ，

28、 流 过 稳 压 管 的 电 流为 ： R VVVRR VVVI ZEECCZEECC 2540 该 电 流 即 为 起 始 电 流 。 适 当 选 取 电 流 值 ， 就 不 会 使 稳 压 管在 工 作 过 程 中 进 入 反 向 击 穿 待 性 的 起 始 段 ， 而 永 远 工 作 在 特 性的 陡 直 线 段 上 ， 从 而 提 高 了 限 幅 精 度 。 设 计 一 个 电 压 比 较 器 ， 使 其 电 压 传 输 特 性如 图 （ a） 所 示 ， 要 求 所 用 电 阻 值 在 20100k之 间 。 讨 论 题 3解 ： 根 据 电 压 传 输 特 性 可 知 ， 输 入

29、电 压 作 用 于 同 相 输入 端 ， 而 且 u o=UZ= 6V， UT1=UT2=3V， 电 路 没 有 外 加基 准 电 压 ， 故 电 路 如 图 （ b） 所 示 。 求 解 阈 值 电 压 的 表达 式 ： 所 以 ， 若 取 R1为 25k， 则 R2应 取 为 50k； 若 取R1为 50k， 则 R2应 取 为 100k。故本 题 有 无 问 题 ？ 问 题 在 哪 里 ？ 请 改 正 之 ！ 了 解 双 限 比 较 器 （ 窗 口 比 较 器 ）其 中 ： U AUBRUA A1 D1RUB A2 D2uI uORLRRuO0 uIUB UA下 门 限 上 门 限 单

30、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 跃 变 一 次 ，因 而 不 能 检 测 输 入 电 压 是 否在 两 个 给 定 电 压 VA、 VB之 间 ，而 窗 口 比 较 器 具 有 这 一 功 能 。其 电 路 及 传 输 特 性 曲 线 如 右下 图 所 示 ： 由 图 可 知 ：当 uIUB 注 意 : 连 接高低 通止 下 台 阶 上 台 阶UOA2 UOA1 当 uIUA时 ：A1的 输 出 端 为 高 电 平 ， A2的 输 出 端 为 低 电 平 ，则 二 极 管 D1导 通 ， D2截止 ， 输 出 电 压

31、uO也 是高 电 平 。 特 性 曲 线 如 右 图 所 示 ： RUA A1 D1RUB A2 D2uI uORLRRuO0 u IUB UA下 门 限 上 门 限其 中 ： UAUB 双 限 比 较 器工 作 原 理 低高 止通 当 UB uI UB 双 限 比 较 器工 作 原 理 双 限 比 较 器 及 其 传 输 特 性 动 画 由 两 个 简 单 比 较 器 组 成 的 窗 口 比 较 器（ a） 电 路 图 （ b） 传 输 特 性注 意 :连 接 法 R3 1k R1 * R2 2k W2 1K W3 10K 被测三极管 LED1 3 2 1 8 4 IC1A 5 6 7 IC

32、1B 12V W1 100K R b Uref1 Uref2 Uc 注：10vUref1Uref2 窗 口 比 较 器 应 用 三 极 管 值 分 选 电 路 用 双 电 压 比 较 器 LM393设 计 一 个 值 分 选 电 路 ， 要求 当 被 测 三 极 管 的 250， LED不 亮 ， 表示 不 合 格 ； 当 150 250， LED 亮 ， 表 示 合 格 。 已 知电 源 电 压 Vcc=12V， 三 极 管 集 电 极 电 阻 R2=2K。 uO0 uIU2 U1下 门 限 上 门 限 1、 根 据 题 意 要 求 ， 设 计 与 计 算 Rb的 阻 值 ， 调 节W1使

33、Rb回 路 总 阻 值 等 于 设 定 值 并 连 接 好 电 路 。2、 根 据 Rb取 值 和 被 测 晶 体 管 值 范 围 计 算 出 Uc的正 常 范 围 ， 按 照 Uc的 变 化 范 围 在 万 用 表 帮 助 下调 节 W2、 W3到 设 定 的 上 限 UREF1与 下 限 电 压UREF2 。3、 测 量 被 测 三 极 管 的 静 态 直 流 电 压 并 记 录 ， 判断 三 极 管 是 否 处 于 放 大 状 态 ， 如 不 是 放 大 状 态则 检 查 电 路 是 否 连 接 有 误 或 R b取 值 设 计 不 当 ，装 入 一 些 已 知 直 流 值 的 晶 体

34、三 极 管 ， 验 证 电路 工 作 情 况 。 单 限 比 较 器 ： 电 路 只 有 一 个 阈 值 电 压 ， 输 入 电 压 uI逐渐 增 大 或 减 小 过 程 中 ， 当 通 过 UT时 ， 输 出 电 压 uO产 生跃 变 ， 从 高 电 平 UOH跃 变 为 低 电 平 UOL， 或 者 从 UOL跃变 为 UOH。滞 回 比 较 器 ： 电 路 有 两 个 阈 值 电 压 ， 输 入 电 压 uI从 小变 大 过 程 中 使 输 出 电 压 uO产 生 跃 变 的 阈 值 电 压 UT1， 不等 于 从 大 变 小 过 程 中 使 输 出 电 压 uO产 生 跃 变 的 阈

35、值 电压 UT2， 电 路 具 有 滞 回 特 性 。窗 口 比 较 器 ： 电 路 也 有 两 个 阈 值 电 压 ， 输 入 电 压 uI从小 变 大 或 从 大 变 小 过 程 中 使 输 出 电 压 u O产 生 两 次 跃 变 。 总 结 比 较 器 在 最 常 用 的 简 单 集 成 电 路 中 排 名 第 二 ， 仅 次 于 排 名 第 一 的 运 算放 大 器 。 在 各 类 出 版 物 中 可 以 经 常 看 到 运 算 放 大 器 的 理 论 ， 关 于 运 算 放 大器 的 设 计 和 使 用 方 法 的 图 书 也 非 常 多 ， 可 是 我 们 却 很 难 找 到 关

36、 于 比 较 器 的理 论 研 究 ， 究 其 原 因 ， 比 较 器 本 身 功 能 十 分 简 单 ， 只 用 于 比 较 电 压 。 在 开 环 或 高 增 益 配 置 中 用 运 算 放 大 器 代 替 比 较 器 是 十 分 常 见 的 ， 虽 然最 好 是 使 用 专 门 优 化 的 比 较 器 ， 但 是 用 运 算 放 大 器 代 替 比 较 器 也 是 可 的 。 运 算 放 大 器 是 一 种 为 在 负 反 馈 条 件 下 工 作 设 计 的 电 子 器 件 ， 设 计 重 点 是 保 证这 种 配 置 的 稳 定 性 ， 压 摆 率 和 最 大 带 宽 等 其 它 参

37、数 是 放 大 器 在 功 耗 与 架 构 之间 的 折 衷 选 择 ； 相 反 ， 比 较 器 是 为 无 负 反 馈 的 开 环 结 构 内 工 作 设 计 的 ， 这 些器 件 通 常 不 是 通 过 内 部 补 偿 的 ， 因 此 速 度 即 传 播 延 迟 以 及 压 摆 率 （ 上 升 和 下降 时 间 ） 在 比 较 器 上 得 到 了 最 大 化 ， 总 体 增 益 通 常 也 比 较 小 。 用 运 算 放 大 器 代 替 比 较 器 不 会 使 性 能 得 到 优 化 ， 而 且 功 耗 速 度 比 将 会很 低 。 如 果 反 过 来 ， 用 比 较 器 代 替 运 算

38、放 大 器 ， 情 况 则 会 更 坏 。 通 常 情 况 下比 较 器 不 能 代 替 运 算 放 大 器 ， 在 负 反 馈 条 件 下 ， 比 较 器 很 可 能 会 出 现 工 作 不 稳 定 的 情 况 。 总 之 ， 可 以 说 ， 比 较 器 和 运 算 放 大 器 是 不 能 互 换 的 ， 低 性 能 设 计 除 外 小 资 料 小 资 料 电 源 电 压 :比 较 器 与 运 算 放 大 器 工 作 在 同 样 的 电源 电 压 ， 传 统 的 比 较 器 需 要 15V等 双 电 源 供 电 或高 达 36V的 单 电 源 供 电 ， 这 些 产 品 在 工 业 控 制

39、中 仍有 需 求 ， 许 多 厂 商 也 仍 在 提 供 该 类 产 品 。 市 场 发 展 趋 势 :目 前 大 多 数 应 用 需 要 比 较 器 工 作在 电 池 电 压 所 允 许 的 单 电 源 电 压 范 围 内 ， 而 且 ，比 较 器 必 须 具 有 低 电 流 、 小 封 装 ， 有 些 应 用 中 还要 求 比 较 器 具 有 关 断 功 能 。 例 如 MAXIM （ 美 信 ） 公司 ： MAX919比 较 器 可 工 作 在 1.8V至 5.5V电 压 范 围内 ， 全 温 范 围 内 的 最 大 吸 入 电 流 仅 为 1.2A， 采 用SOT23封 装 ， 类 似 的 MAX965比 较 器 工 作 电 压可 低 至 1.6V， 因 而 非 常 适 用 于 电 池 供 电 的 便 携 式产 品 。