比较器

分类

　　比较器的分类有：电压比较器、单线比较器、迟滞比较器、双限比较器（窗口比较器）

　　总体归纳有两种：

　　1.模拟比较器

　　将模拟量与一标准值进行比较,当高于该值时,输出高(或低)电平.反之,则输出低(或高)电平.例如,将一温度信号接于运放的同相端,反相端接一电压基准(代表某一温度),当温度高于基准值时,运放输出高电平,控制加热器关闭,反之当温度信号低于基准值时,运放输出低电平,将加热器接通.这一运放就是一个简单的比较器,因为输入与输出同相,称为同相比较器..有的模拟比较器具有迟滞回线,称为迟滞比较器,用这种比较器,有助于消除寄生在信号上的干扰.

　　2.数字比较器

　　用来比较二组二进制数是否相同,相同时输出(或低)高电平,反之,则输出相反的电平.

　　最简单的数字比较器是一位二进制数比较器,是一个异或门(或同或门).

工作原理

　　比较器采用集成电路原理，它是由运算放大器发展而来的，比较器电路可以看作是运算放大器的一种应用电路。

　　图1(a)由运算放大器组成的差分放大器电路，输入电压VA经分压器R2、R3分压后接在同相端，VB通过输入电阻R1接在反相端，RF为反馈电阻，若不考虑输入失调电压，则其输出电压Vout与VA、VB及4个电阻的关系式为：Vout=(1+RF/R1)·R3/(R2+R3)VA-(RF/R1)VB。若R1=R2，R3=RF，则Vout=RF/R1(VA-VB)，RF/R1为放大器的增益。当R1=R2=0(相当于R1、R2短路)，R3=RF=∞(相当于R3、RF开路)时，Vout=∞。增益成为无穷大，其电路图就形成图1(b)的样子，差分放大器处于开环状态，它就是比较器电路。实际上，运放处于开环状态时，其增益并非无穷大，而Vout输出是饱和电压，它小于正负电源电压，也不可能是无穷大。

　　从图1中可以看出，比较器电路就是一个运算放大器电路处于开环状态的差分放大器电路。

　　同相放大器电路如下图所示。如果图2中RF=∞，R1=0时，它就变成与图3(b)一样的比较器电路了。图2中的Vin相当于图3(b)中的VA。

应对措施

　　比较器在使用中常出现一个问题：电压达到转换的边缘时，常常快速通断，像电铃那样快速通断。如果这电路是带动继电器的，就会造成触点抖动通断，一片火化，很快就烧蚀。解决这个问题，只要加上“回差电路”即可。

　　比较器，实际上是增益非常高的运算放大器，以至于无法稳定在中间放大区，再不跳到低电平；再不跳到高电平。打个比方，就好像LM324的增益超级地高，稳定不住一样。假如LM339在输出端到负相输入端之间，接上电阻，进行负反馈，降低它的增益，就可当运算放大器使用。

　　假如在输出端到正相输入端接上电阻，进行正反馈，这就构成了“回差电路”。

　　回差作用，打个比方，是这样：首先在正相端加上5V，作为比较电压，而负相端从0V开始上升。负相端还未达到5V时，输出端“顺压1”，为高电平。

　　负相端升到5V后，再超过10mV时，输出端“逆压0”，立刻翻转为0V。

　　这里，是个带回差的比较器（又叫“施密特触发器” ），输出端到正相端接有回差电阻。回差电阻就是正反馈电阻，输出端电压降为0V后，经过正反馈电阻，使原先设置的5V电压随之降低，比如降到4.7V。这等于把负相端的电压瞬间加高了0.3V，形成深深的“逆压0”，输出端就牢牢地停在0V上，即使有什么电压波动，也不会翻转颤动。

　　想要让输出端翻回到“顺压1”上，负相端降回到5V是不行的，得降到4.7V再降10mV才能翻转为1。回差电路，就好像加大翻转电压的保险系数一样，使电路工作可靠，通断分明，不会抖动。回差作用的大小，可以改变回差电阻的数值来调整。电阻值减小，回差作用增大。但如果回差电阻大小，电路就不稳了，况且，一般情况下也不需要过于大的回差。