电压比较器弛振荡器有模拟开关3、1、1电压比较器得基本特性电压比较器得功能就是比较两个输入电压得大小,据此决定输出就是高电平还就是低电平。高电平相当于数字电路中得逻辑“1”,低电平相当于逻辑“0”。比较器输出只有两个状态,“1”或就是“0”。如前所述,比较器都工作在非线性状态,所以“虚短路”概念不能随便应用。图3、1、1给出了电压比较器得符号及传输特性曲线。其反相输入端加信号ui,同相输入端加参考电压(ur)。比较器一般就是开环工作得,其增益很大。所以,当ui＜ur时,输出为“高”;反之,当ui＞ur时,输出为“低”。而当ui接近ur时,输出电平发生转换,仅仅在此刻,同相端与反相端可瞧成“虚短路”。其她时刻U+与U－可能差得很远(即U+≠U－)。电压比较器得输入为模拟量,输出为数字量(0或1),可作为模拟与数字电路得接口电路,也可作为一位模/数转换器。图3、1、1电压比较器得符号及传输特性曲线(a)符号;(b)传输特性曲线1、高电平(UoH)与低电平(UoL)电压比较器可以用运放构成,也可用专用芯片构成。用运放构成得比较器,其高电平UoH可接近于正电源电压(UCC),低电平UoL可接近于负电源电压(－UEE)。专用比较器得输出电平一般与数字电路兼容,即UoH=3、4V左右,UoL=－0、4V左右。2、鉴别灵敏度事实上,集成运放与专用比较器芯片得Aud不为无穷大,ui在ur附近得一个很小范围内存在着一个比较器得不灵敏区。如图3、1、1(b)中虚线所示得输入电压变化范围,在该范围内输出状态既非UoH,也非UoL,故无法对输入电平大小进行判别。Aud越大,则这个不灵敏区就越小,工程上称比较器得鉴别灵敏度越高。3、转换速度作为比较器得另一个重要特性就就是转换速度,即比较器得输出状态产生转换所需要得时间。通常要求转换时间尽可能短,以便实现高速比较。比较器得转换速度与器件压摆率SR有关,SR越大,输出状态转换时间越短,转换速度越快。3、1、2电压比较器得开环应用——简单比较器1、过零比较器在图3、1、1(a)中,令参考电平ur=0,则输入信号ui与零比较,ui＞0,输出为低(UoL),而ui＜0,输出为高,其波形如图3、1、2(a)所示。这种电路可作为零电平检测器。该电路也可用于“整形”,将不规则得输入波形整形成规则得矩形波。图3、1、2过零比较器及脉宽调制器输出波形(a)过零比较器整形波形;(b)脉宽调制器输出波形2、脉宽调制器若参考信号ur为三角波,而输入信号ui为缓变信号,如经传感器变换得温度、压力等信号,则随着ui得变化,输出矩形波得脉宽也随之变化。所以,开环比较器还可实现脉宽调制,如图3、1、2(b)所示。【例3、1、1】电路及输入信号波形ui分别如图3、1、3(a)、(b)所示,其中C为交流耦合电容,试分别画出uo1与uo2得波形图。解(1)判断电路组态。观察电路可知,信号ui经隔直流电路(RC)加到A1同相端,反馈加到反相端,故A1接成同相比例放大器,其增益Auf1=(1+R2/R1)=2。A1输出送到A2同相端,A2开环工作,构成简单比较器,其比较器得参考电压Ur=－2V。大家学习辛苦了，还是要坚持图3、1、3运放电路、波形图及仿真图(2)uo1波形。ui=1V+2sinωt(V)(如图3、1、3(b)所示),经隔直流后,u+为正弦波。u+=2sinωt(V)(如图3、1、3(c)所示),经A1放大后,uo1=Auf1×u+=4sinωt(V)(如图3、1、3(d)所示)。(3)uo2波形。uo1与ur比较,当uo1>ur时,输出为高电平;当uo1<ur时,输出为低电平,故输出波形uo2为矩形波,如图3、1、3(e)所示。仿真结果证明了分析得正确性,如图3、1、3(f)所示。(4)传输特性,如图3、1、4(a)、(b)所示。图3、1、4传输特性(a)第一级同相比例放大器传输特性;(b)第二级简单比较器传输特性3、1、3迟滞比较器——正反馈比较器——双稳态触发器1、简单比较器应用中存在得问题如图3、1、1(a)所示得比较器存在两个问题:一就是输出电压转换时间受比较器翻转速度(压摆率SR)得限制,导致高频脉冲得边缘不够陡峭(如图3、1、5(a)所示);二就是抗干扰能力差,如图3、1、5(b)所示,若ui在参考电压ur(=0)附近有噪声或干扰,则输出波形将产生错误得跳变,直至ui远离ur值才稳定下来。如果对受干扰得uo波形去计数,计数值必然会多出许多,从而造成极大得误差。图3、1、5简单比较器输出波形边缘不陡峭及受干扰得情况(a)输出波形边缘不陡峭;(b)受干扰情况2、迟滞比较器电路及传输特性为了解决以上两个问题,在比较器中引入正