比较器与滞回比较器的原理及应用

比较器是一种常用的集成电路。它可用于报警器电路、自动控制电路、测量技术等。

比较器主要是由运放搭建而成，是运放在运放处在非线性状态的典型应用。

    判断运放工作区的方法是：

    如有负反馈，则工作在线性区；

    如有正反馈或者无反馈，则工作在非线性区；

    PS：

    运放处于非线性状态时：虚短不成立，虚断可以使用。

 “比较器”从名字上可以看出，其作用是用来做比较的，更确切的说是比较电压。

前面也说了，是运放在非线性状态的典型应用。由于是开环或者是正反馈，增益很大，因此其输出只有高电平和低电平两个状态，因此，其输入信号经过比较器后，只输出两个状态，“比较器”由此而来。
一、先从简单的电压比较器开始

图一是一个电压比较器，Uref是参考电压，Uin是输入电压。图二为传输特性。

图一

                                    图二

从图二中可以看出，当Uin>Uref时，Uout=+Uom；当Uin
将Uin和Uref调换位置后，如图三所示，传输特性如图四所示。

图三

                                     图四

从图四中可以看出，当Uin>Uref时，Uout=-Uom；当Uin二、过零比较器

过零比较器就是将参考电压设置为Uref=0。图五、图六。

图五

                                    图六
三、滞回比较器

在前面是分析的简单的比较器，即当 VIN(+) > VIN(-)，输出高电平；VIN(+)
滞回比较器通常又称“施密特触发比较器”或者“迟滞比较器”。

滞回比较器可以分为上行滞回和下行滞回，又分别分为有参考电压的和无参考电压的。
1.上行滞回比较器--不带参考电压

Uh=R1/R2*(0-Uol)+Uref

Ul=R1/R2*(0-Uoh)+Uref

从上图中可以看出，当Uin增大到Uh时，输出由-Uom跳变到Uom；

当Uin减小到Ul时，输出由Uom跳变到-Uom；

在这里我们称Ul和Uh分别为上下门限电压，（Uh-Ul）为回差或者门限宽度。
2.下行滞回比较器--不带参考电压

Uh=\frac{R1}{R1+R2}*Uoh

Ul=-\frac{R1}{R1+R2}*Uol

当Uin增大到Uh时，输出由+Uom跳变到-Uom；

当Uin减小到Ul时，输出由-Uom跳变到+Uom；
 3.上行滞回比较器--带参考电压

Uh=R1/R2*(Uref-Uol)+Uref

Uh=R1/R2*(Uref-Uoh)+Uref

4.下行滞回比较器--带参考电压

 Uh=\frac{R1}{R1+R2}*Uoh+\frac{R1}{R1+R2}*Ur

Uh=-\frac{R1}{R1+R2}*Uoh+\frac{R1}{R1+R2}*Ur

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