電壓比較器是對輸入信號進行鑒別與比較的電路,是組成非正弦波發(fā)生電路的基本單元電路。常用的電壓比較器有單限比較器、滯回比較器、窗口比較器、三態(tài)電壓比較器等。
電壓比較器它可用作模擬電路和數字電路的接口,還可以用作波形產生和變換電路等。利用簡單電壓比較器可將正弦波變?yōu)橥l率的方波或矩形波。
電壓比較器是對輸入信號進行鑒別與比較的電路,是組成非正弦波發(fā)生電路的基本單元電路電壓比較器可以看作是放大倍數接近“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;
LM358 2腳接兩只2K電阻從5V分得2.5電壓作為參考電壓,3腳接10K電阻得到0-5V電壓來作比較電壓,當3腳電壓高于2.5伏,比較器1腳輸出高電平等于電源電壓5V,當3腳電壓低于2腳的2.5V,1腳輸出低電平等于0V,1腳輸出經5.1K電阻連接到電壓跟隨器5腳,由7腳輸出經R3到驅動三極管Q1放大驅動電流后流經LED1,使LED1發(fā)光或不發(fā)光。7腳輸出5V時,LED1發(fā)光,7腳輸出0V時,LED1不發(fā)光。
R8是LED1的限流電阻。LM358 123這組運放組成電壓比較器,567這組運放組成電壓跟隨器,電壓放大0倍,也就是輸入多少,輸出就是多少。
電壓比較器是對輸入信號進行限幅和比較的電路,在測量和控制中有廣泛的應用。利用集成運放工作在非線性區(qū)的特性,可以構成多種電壓比較電路。
一種最簡單的單限電壓比較器,其同相輸入端接地即參考電壓為零。圖中運放處于開環(huán)狀態(tài)(沒有反饋),由于集成運放開環(huán)電壓放大倍數很高,即使輸入端有一個非常小的差值信號,也會使輸出達到飽和值,因此集成運放工作在非線性區(qū)。集成運放工作在非線性區(qū)時,輸出電壓uo只有高電平、低電平兩種可能。當輸入信號ui》0,則uo= ﹣UOM;當輸入信號ui《0,則uo= + UOM。輸入信號每次經過零點時輸出都要跳變,因而稱為過零比較器。
若電壓比較器的參考電壓不為零,而是某一數值UREF,則構成所示的一般單限電壓比較器。若將參考電壓接在反相輸入端,輸入信號接在同相輸入端,則當輸入信號ui》 UREF,則uo= + UOM;ui《 UREF,則uo= -UOM。需要指出的是,電壓比較器中,使輸出電壓uo從高電平躍變?yōu)榈碗娖?或者從低電平躍變?yōu)楦唠娖?的輸入電壓稱為閥值電壓,或轉折電壓,記作UT。求閥值電壓方法:分析計算up和un,然后使up=un,這時所對應的ui=UT就是。例如,所示電路的閥值電壓即為UT= UREF 。這種電壓比較器的特點是,輸入信號每次經過參考電壓UREF時輸出要跳變,也稱為一般單限電壓比較器。
電壓比較器是一種常用的集成電路。它可用于報警器電路、自動控制電路、測量技術,也可用于V/F變換電路、A/D變換電路、高速采樣電路、電源電壓監(jiān)測電路、振蕩器及壓控振蕩器電路、過零檢測電路等。
電壓比較器的功能是對兩個輸入電壓的大小進行比較,并根據比較結果輸出高、低兩個電平。
由于比較器輸出只有兩個狀態(tài),因此用作比較器的運放將工作在開環(huán)或正反饋的非線性狀態(tài)。電壓比較器的是本特性:
輸出高電平和低電平:其輸出的高低電平分別接近于正電源電壓和負電源電壓。
鑒別靈敏度:放大系數無窮大,越大越靈敏。
注意點
1) 實際應用中,正向輸入的偏置電壓,是為了增加下門限的電平。
2)根據回差越大,抗干擾能力越強,一般實際應用中我們會調節(jié)反饋電阻RF和偏置電阻R1的比值大小來調節(jié)我們電路的抗干擾能力。
3)如果需要進一步濾波,可以在運放的輸入輸出加0.1uf或者0.01uf的旁路電容。