電壓比較器工作原理及設計應用。
電壓比較器(以下簡稱比較器)是一種常用的積體電路。它可用於報警器電路、自動控制電路、測量技術，也可用於v/f變換電路、a/d變換電路、高速採樣電路、電源電壓監測電路、振盪器及壓控振盪器電路、過零檢測電路等。
什麼是電壓比較器。
簡單地說，電壓比較器是對兩個模擬電壓比較其大小(也有兩個數字電壓比較的，這裏不介紹)，並判斷出其中哪一個電壓高，如圖1所示。圖1(a)是比較器，它有兩個輸入端：同相輸入端(“+端) 及反相輸入端(“-端)，有一個輸出端vout(輸出電平信號)。
另外有電源v+及地(這是個單電源比較器)，同相端輸入電壓va，反相端輸入vb。va和vb的變化如圖1(b)所示。在時間0～t1時，va>vb；在t1～t2時，vb>va；在t2～t3時，va>vb。
在這種情況下，vout的輸出如圖1(c)所示：va>vb時，vout輸出高電平(飽和輸出)；vb>va時，vout輸出低電平。根據輸出電平的高低便可知道哪個電壓大。
如果把va輸入到反相端，vb輸入到同相端，va及vb的電壓變化仍然如圖1(b)所示，則vout輸出如圖1(d)所示。與圖1(c)比較，其輸出電平倒了一下。輸出電平變化與va、vb的輸入端有關。
圖2(a)是雙電源(正負電源)供電的比較器。如果它的va、vb輸入電壓如圖1(b)那樣，它的輸出特性如圖2(b)所示。vb>va時，vout輸出飽和負電壓。
如果輸入電壓va與某一個固定不變的電壓vb相比較，如圖3(a)所示。此vb稱為參考電壓、基準電壓或閾值電壓。如果這參考電壓是0v(地電平)，如圖3(b)所示，它一般用作過零檢測。
比較器的工作原理。
比較器是由運算放大器發展而來的，比較器電路可以看作是運算放大器的一種應用電路。由於比較器電路應用較為廣泛，所以開發出了專門的比較器積體電路。
圖4(a)由運算放大器組成的差分放大器電路，輸入電壓va經分壓器r2、r3分壓後接在同相端，vb通過輸入電阻r1接在反相端，rf為回饋電阻，若不考慮輸入失調電壓，則其輸出電壓vout與va、vb及4個電阻的關係式為：vout=(1+rf/r1)·r3/(r2+r3)va-(rf/r1)vb。若r1=r2，r3=rf，則vout=rf/r1(va-vb)，rf/r1為放大器的增益。
當r1=r2=0(相當於r1、r2短路)，r3=rf=∞(相當於r3、rf開路)時，vout=∞。增益成為無窮大，其電路圖就形成圖4(b)的樣子，差分放大器處於開環狀態，它就是比較器電路。實際上，運放處於開環狀態時，其增益並非無窮大，而vout輸出是飽和電壓，它小於正負電源電壓，也不可能是無窮大。
比较器工作原理及应用
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