電壓比較器可以看作是放大倍數(shù)接近“無窮大”的運算放大器。

電壓比較器的功能：比較兩個電壓的大小(用輸出電壓的高或低電平，表示兩個輸入電壓的大小關系)：

當” ”輸入端電壓高于”－”輸入端時，電壓比較器輸出為高電平；

當” ”輸入端電壓低于”－”輸入端時，電壓比較器輸出為低電平；

可工作在線性工作區(qū)和非線性工作區(qū)。

工作在線性工作區(qū)時特點是虛短，虛斷；

工作在非線性工作區(qū)時特點是跳變，虛斷；

由于比較器的輸出只有低電平和高電平兩種狀態(tài)，所以其中的集成運放常工作在非線性區(qū)。從電路結構上看，運放常處于開環(huán)狀態(tài)，又是為了使比較器輸出狀態(tài)的轉換更加快速，以提高響應速度，一般在電路中接入正反饋。

簡單的電壓比較器結構簡單，靈敏度高，但是抗干擾能力差，因此我們就要對它進行改進。改進后的電壓比較器有：滯回比較器和窗口比較器。

運放是通過反饋回路和輸入回路的確定“運算參數(shù)”，比如放大倍數(shù)，反饋量可以是輸出的電流或電壓的部分或全部。而比較器則不需要反饋，直接比較兩個輸入端的量，如果同相輸入大于反相，則輸出高電平，否則輸出低電平。電壓比較器輸入是線性量，而輸出是開關（高低電平）量。一般應用中，有時也可以用線性運算放大器，在不加負反饋的情況下，構成電壓比較器來使用。

運算放大器采用差分輸入，而且具有較高增益，這與比較器的特性相似，所以在實際應用中可以作為低性能比較器使用。

理論上一個開環(huán)組態(tài)（無負反饋）的運放可以發(fā)揮低端比較器的作用。當正相輸入端（V ）的電壓高于反相輸入端（V-）時，由于運放較高的開環(huán)增益，在輸出端輸出一個正向飽和電壓 U_sat。當反相輸入端（V-）的電壓高于正相輸入端（V ）時，在輸出端輸出一個反向飽和電壓-U_sat。而對工作在線性段負反饋組態(tài)、由分離電壓供電（±V）的運放而言，其傳遞函數(shù)可寫作：

實踐中，與使用專用比較器相比使用運放比較器有以下缺點：

1. 運放被設計為工作在有負反饋的線性段，因此飽和的運放一般有較慢的翻轉速度。大多數(shù)運放中都帶有一個用于限制高頻信號下壓擺率的補償電容。這使得運放比較器一般存在微秒級的傳播延遲，與之相比專用比較器的翻轉速度在納秒量級。

2. 運放沒有內(nèi)置遲滯電路，需要專門的外部網(wǎng)絡以延遲輸入信號。

3. 運放的靜態(tài)工作點電流只有在負反饋條件下保持穩(wěn)定。當輸入電壓不等時將出現(xiàn)直流偏置。

4. 比較器的作用為數(shù)字電路產(chǎn)生輸入信號，使用運放比較器時需要考慮與數(shù)字電路接口的兼容性。

5. 多節(jié)運放的不同頻率間可能產(chǎn)生干擾。

6. 許多運放的輸入端有反向串聯(lián)的二極管。運放兩極的輸入一般是相同的，這不會造成問題。但比較器的兩極需要接入不同的電壓，這就可能導致意想不到的二極管的擊穿。

單值電壓比較器的基本功能是比較兩個電壓的大小，并由輸出的高電平或低電平來反映比較結果。運放在電路中處于開環(huán)狀態(tài)(有時還要引入正反饋來改善性能)，兩個輸入量分別施加于運放的兩個不同的輸入端，其中一個是參考電壓Ur，一個是輸入信號Ui。當參考電壓是0 時，也稱過零比較器。

電壓比較器主要用于比較、定時、延遲、電平轉換等，在制冷裝置上的應用很多，例如用于溫控電路、復位電路、3min 延時比較電路等。2100433B

備案信息

備案號：2355-1992