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為同頻率的方波或矩形波。電壓比較器輸入是線性量，而輸出是開關（高低電平）量。它將一個模擬量電壓信號和一個參考固定電壓相比較，在二者幅度相等的附近，輸出電壓將產生躍變，相應輸出高電平或低電平。比較器可以組成非正弦波形變換電路及應用于模擬與數字信號轉換等領域。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。

1.電壓比較器的功能
電壓比較器是用來比較兩個電壓大小的電路，它的輸入信號是模擬電壓，輸出信號一般只有高電平和低電平兩個穩定狀態的電壓。利用電壓比較器可將各種周期性信號轉換成矩形波。

2.運放的工作狀態
比較器電路中的運放一般在開環或正反饋條件下工作，運放的輸出電壓只有正和負兩種飽和值，即運放工作在非線性狀態。在這種情況下，運放輸入端“虛短”的結論不再適用，但“虛斷”的結論仍然可用（由于運放的輸入電阻很大）。

3.電壓比較器的類型
常用的電壓比較器有零電平比較器、非零電平比較器、遲滯比較器和窗口比較器等電路。零電平和非零電平比較器只有一個閾值電壓稱之為單門限比較器；遲滯比較器和窗口比較器有兩個閾值電壓稱之為多門限比較器。

4.電壓比較器的性能指標
（1）閾值電壓：比較器輸出發生跳變時的輸入電壓稱之為閾值電壓或門限電平。
（2）輸出電平：輸出電壓的高電平和低電平。
（3）靈敏度：輸出電壓跳變的前后，輸入電壓之差值。其值越小，靈敏度越高。然而，靈敏度越高，抗干擾能力就越差。零電平和非零電平比較器的靈敏度取決于運放從一個飽和狀態轉換到另一個飽和狀態所需輸入電壓的值，而遲滯比較器的靈敏度等于兩個閾值電壓之差值。因而，遲滯比較器的抗干擾能力強。
（4）響應時間：輸出電壓發生跳變所需的時間稱之為響應時間。

5.電壓比較器的分析方法
（1）根據輸入電壓使輸出電壓跳變的條件估算閾值電壓。運放兩個輸入端電壓差近似等于零是比較器輸出電壓發生跳變的臨界條件，當同相輸入端的電位高于反相輸入端時，輸出電壓為正飽和值，反之為負飽和值。
（2）根據具體電路，分析輸入電壓由高到低和由低到高變化時輸出電壓變化的規律。
（3）畫傳輸特性。傳輸特性是反映比較器輸出電壓與輸入電壓關系的曲線。
（4）根據輸入電壓的波形和傳輸特性畫輸出電壓的波形。

運算放大器構成的電壓比較器
集成運算放大器除了能對各種模擬信號進行運算外，還可以對信號進行處理，如作有源濾波器和電壓比較器等。

運算放大器作電壓比較器時，工作在飽和區。下面公式中的Uo max和Uo min分別為uo的值和小值（即正負飽和輸出電壓 Uo（sat）和-Uo（sat））。

1、簡單比較器
（1）反相輸入

圖1 簡單比較器（反相輸入）電路圖 圖2 簡單比較器（反相輸入）傳輸特性
比較器的輸入信號ui接運放的反相輸入端，參考電壓UR接運放的同相輸入端，有

（2） 同相輸入

圖3 簡單比較器（同相輸入）電路圖 圖4 簡單比較器（同相輸入）傳輸特性
比較器的輸入信號ui接運放的同相輸入端，參考電壓UR接運放的反相輸入端，有

若簡單比較器的參考電壓為零，則稱為過零比較器。

2、滯回比較器
在簡單比較器的基礎上引入正反饋，即得滯回比較器。
（1） 反相輸入

圖5 滯回比較器（反相輸入）電路圖 圖6 滯回比較器（反相輸入）傳輸特性
比較器的輸入信號ui接運放的反相輸入端，參考電壓UR接運放的同相輸入端，有

回差為

（2） 同相輸入
比較器的輸入信號ui接運放的同相輸入端，參考電壓UR接運放的反相輸入端，有

回差為

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