電壓比較器原理

導(dǎo)讀：電壓比較器是集成運(yùn)放非線性應(yīng)用電路，它常用于各種電子設(shè)備中，那么什么是電壓比較器呢?下面小編為大家介紹一下電壓比較器以及電壓比較器的原理。

電壓比較器是一種常用的集成電路。它可用于報(bào)警器電路、自動(dòng)控制電路、測(cè)量技術(shù)，也可用于V/F變換電路、A/D變換電路、高速采樣電路、電源電壓監(jiān)測(cè)電路、振蕩器及壓控振蕩器電路、過(guò)零檢測(cè)電路等。電壓比較器的基本功能是能對(duì)兩個(gè)輸入電壓的大小進(jìn)行比較，判斷出其中哪一個(gè)比較大。比較的結(jié)果用輸出電壓的高和低來(lái)表示。

電壓比較器的功能:比較兩個(gè)電壓的大小: 當(dāng)”+”輸入端電壓高于”-”輸入端時(shí)，電壓比較器輸出為高電平; 當(dāng)”+”輸入端電壓低于”-”輸入端時(shí)，電壓比較器輸出為低電平。

電壓比較器的作用:它可用作模擬電路和數(shù)字電路的接口，還可以用作波形產(chǎn)生和變換電路等。利用簡(jiǎn)單電壓比較器可將正弦波變?yōu)橥l率的方波或矩形波。簡(jiǎn)單的電壓比較器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，靈敏度高，但是抗干擾能力差，因此我們就要對(duì)它進(jìn)行改進(jìn)。

比較器是由運(yùn)算放大器發(fā)展而來(lái)的，比較器電路可以看作是運(yùn)算放大器的一種應(yīng)用電路。由于比較器電路應(yīng)用較為廣泛，所以開(kāi)發(fā)出了專(zhuān)門(mén)的比較器集成電路。

如下圖所示，是由運(yùn)算放大器組成的差分放大器電路，輸入電壓VA經(jīng)分壓器R2、R3分壓后接在同相端，VB通過(guò)輸入電阻R1接在反相端，RF為反饋電阻，若不考慮輸入失調(diào)電壓，則其輸出電壓VOUT與VA、VB及4個(gè)電阻的關(guān)系式為：VOUT=(1+RF/R1)·R3/(R2+R3)VA-(RF/R1)VB。若R1=R2，R3=RF，則VOUT=RF/R1(VA-VB)，RF/R1為放大器的增益。當(dāng)R1=R2=0，R3=RF=∞時(shí)，VOUT=∞。增益成為無(wú)窮大，其電路圖就形成(B)圖的樣子，差分放大器處于開(kāi)環(huán)狀態(tài)，它就是比較器電路。

從上圖中可以看出，比較器電路就是一個(gè)運(yùn)算放大器電路處于開(kāi)環(huán)狀態(tài)的差分放大器電路。

同相放大器電路如下圖所示。如果下圖中RF=∞，R1=0時(shí)，它就變成比較器電路了。下圖中的VIN相當(dāng)于VA。

運(yùn)放可以做比較器電路，但性能較好的比較器比通用運(yùn)放的開(kāi)環(huán)增益更高，輸入失調(diào)電壓更小，共模輸入電壓范圍更大，壓擺率較高。另外，比較器的輸出級(jí)常用集電極開(kāi)路結(jié)構(gòu)，它外部需要接一個(gè)上拉電阻或者直接驅(qū)動(dòng)不同電源電壓的負(fù)載，應(yīng)用上更加靈活。

這里順便要指出的是，比較器電路本身也有技術(shù)指標(biāo)要求，如精度、響應(yīng)速度、傳播延遲時(shí)間、靈敏度等，大部分參數(shù)與運(yùn)放的參數(shù)相同。在要求不高時(shí)可采用通用運(yùn)放來(lái)作比較器電路。如在A/D變換器電路中要求采用精密比較器電路。

拓展閱讀：

1.電壓比較器的應(yīng)用

2.電壓比較器工作原理及應(yīng)用實(shí)例

3.電壓比較器在檢測(cè)系統(tǒng)中的應(yīng)用

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