对两个或多个数据项进行比较,以确定它们是否相等,或确定它们之间的大小关系及排列顺序称为比较。 能够实现这种比较功能的电路或装置称为比较器。 比较器是将一个模拟电压信号与一个基准电压相比较的电路。比较器的两路输入为模拟信号,输出则为二进制信号0或1,当输入电压的差值增大或减小且正负符号不变时,其输出保持恒定。
可以将比较器当作一个1位模/数转换器(ADC)。运算放大器在不加负反馈时从原理上讲可以用作比较器,但由于运算放大器的开环增益非常高,它只能处理输入差分电压非常小的信号。
而且,一般情况下,运算放大器的延迟时间较长,无法满足实际需求。比较器经过调节可以提供极小的时间延迟,但其频响特性会受到一定限制。为避免输出振荡,许多比较器还带有内部滞回电路。比较器的阈值是固定的,有的只有一个阈值,有的具有两个阈值。
过零电压比较器:典型的幅度比较电路,它的电路图和传输特性曲线如图。
电压比较器:将过零比较器的一个输入端从接地改接到一个固定电压值上,就得到电压比较器。
窗口比较器:电路由两个幅度比较器和一些二极管与电阻构成。高电平信号的电位水平高于某规定值VH的情况,相当比较电路正饱和输出。低电平信号的电位水平低于某规定值VL的情况,相当比较电路负饱和输出。该比较器有两个阈值,传输特性曲线呈窗口状,故称为窗口比较器。
滞回比较器:从输出引一个电阻分压支路到同相输入端。当输入电压vI从零逐渐增大,且VI小于VT时,比较器输出为正饱和电压,VT称为上限阀值(触发)电平。当输入电压VI>VT’时,比较器输出为负饱和电压,VT’称为下限阀值(触发)电平。
利用四个比较器构成一个电流检测电路,可用于指示输入电流的四种状态,电阻“Shunt”用于将输入电流转换为电压信号,R1和R2用于设置运算放大器的增益,并为比较器提供所需要的基准电压。R4~R7可用来设置不同数字输出状态所对应的检测门限。
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