运算放大器（五）电压比较器

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。

电压比较器是一种用来比较输入信号电压与参考电压大小，并将比较结果以高电平或低电平形式输出的一种信号处理电路，广泛应用于各种非正弦波的产生和变换电路中，在自动控制和自动测量系统中，常常用于越限报警、模/数转换等。

1.过零比较器

参考电压为零的电压比较器。

 

 

 2.单门限比较器

门限电压：输出电压跳变时的输入电压值，用Uᴛ表示。

可以用电源芯片1117-2.5V产生2.5V电压当做Uᴛ，但是缺点是纹波较大，Uᴛ的纹波应尽可能小。所以可以使用参考源，如：TL431，也可以用两个电阻分压得到Uᴛ。

采集温度的一个方法使用NTC，另一个方法是用比较器。 

3.滞回比较器（迟滞比较器或施密特触发器） 

可以这样理解：电压上升时，要高于更高的那个阈值电压才会发生电平跳变；电压下降时，要低于更低的那个阈值电压才会发生电平跳变。

滞回比较器具有抗干扰作用。

可以这样理解：设置了两个阈值（A>B），高于A阈值才输出逻辑1，低于B阈值才输出0，在中间的保持上一次比较的结果。

未使用的比较器如何处理？

4.窗口比较器

单门限比较器和滞回比较器有一个共同点，当输入电压单一方向变化时，输出电压只跳变一次。

 由集成运放组成的电压比较器，能产生各种不同的输出电压，使用灵活，不足之处是转换速率一般较低且带宽窄。如电路要求有较高的转换速率，一般采用集成电压比较器。

推挽式输出不需要接上拉电阻，漏极开路输出需要接上拉电阻。

单电源供电时，推挽输出的输出电压为0V或Vcc；双电源供电时，推挽输出的输出电压为-Vcc或+Vcc。开漏输出的输出电压可以通过上拉电阻的阻值进行修改。

LM339和LM393是比较常用的比较器，它们的输出为开漏输出。

5.比较器的应用

5.1电平转换

5.2极性转换 

5.3电流检测 

5.4有源晶振 

6.比较器的参数

6.1供电电压

6.2传输延迟时间

与Response Time（响应时间）相同。

影响传播延迟规格的另一个因素是电源电压。对于单电源系统，通常较低的电源电压转换为较慢的传播延迟。要VEE上存在负电源电压，正电源就会发生变化，传播延迟几乎没有变化。

过驱动量越大，延迟时间越短。

计算：

将TPD或Response Time取倒数之后再乘以1/3可以算出运放可以处理的信号的最高频率。

6.3静态电流

该参数越小越好。

7. 2008年电赛题

方案改进：

8.张驰振荡器电路

该电路可以产生方波。

9.运算放大器和比较器的区别

• 比较器是一种特殊的运放
• 运放可以做比较器（比如充电宝的电量指示就是用的LM324，4运放来指示电量），但是比较器不能做运放。
• 运放不能做过零比较器，因为运放的输入端有保护二极管，而二极管有管压降。同时运放做比较器使用时性能大大降低，不划算。

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