单门限电压比较器

　　1、 比较器简介
　　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。它的输出表示比较结果，只有两种可能的状态：高电平或低电平。
　　由于比较器的输入信号是连续变化的模拟量，而输出信号则是数字量（即“0”或“1”）。所以，比较器可作为模拟电路和数字电路的“接口”，广泛地应用于A/D变换、数字仪表、自动控制和自动检测等技术领域，此外还可以用于非正弦波形的产生和变换电路。
　　由集成运放构成的比较器通常工作在开环状态，传输特性具有开关特性，即输出只有两个稳态（ U_om、－U_om ）。有时为了提高比较器的灵敏度和响应速度，通常在电路中引入正反馈。
　　常用的比较器类型有：单门限比较器、迟滞（滞回）比较器、窗口比较器等。
　　注意：“虚短”—— u = u_- 的概念不成立，
　　u > u－ u_o= U_om
　　u < u－ u_o=－U_om
　　 “虚断”—— i = i- = 0仍成立。
　　2、 单门限比较器
　　（1） 过零比较器
　　① 工作原理
　　电路如图所示。 　　运放开环工作。ui与（u ＝0）相比较。
　　当u_i ≤0时，u_o= U_om；
　　当u_i ≥0 时，u_o= －U_om。
　　电压传输特性如图所示。 　　该电路可用于波形变换。例如输入为如图所示的正弦波，输出为方波。 　　② 门限电压
　　比较器的输出电压由一种状态跳变为另一种状态时所对应的输入电压称为门限电压U_T。
　　对于这个比较器来说，由于它的输出电压是在输入电压为零时发生跳转，因此，它的门限电压U_T＝0，因此该电路称为过零比较器。
　　（2） 任意门限比较器
　　电路图如图（a）所示，电压传输特性如图（b）所示。 　　当u_i ≤U_R时，u_o= U_om；当u_i ≥U_R 时，u_o= －U_om。
　　门限电压U_T＝U_R
　　（3）带限幅作用的电压比较器
　　电路图如图（a）所示，电压传输特性如图（b）所示。 　　当u_i ≤ U_R时，输出电压为－U_om，稳压管正向导通，如果忽略正向导通压降，u_o＝0；
　　当u_i ≥U_R 时，输出电压为＋U_om，稳压管反向击穿，u_o＝U_z。
　　一般可用作脉宽调制器，用输入电压的大小来调制输出电压的脉冲宽度。基准电压u_R为等幅三角波脉宽调制器广泛的应用于变频调速、开关电源中。 　　3、单门限比较器的优缺点
　　优点：电路简单。
　　缺点：抗干扰能力差。
　　单门限比较器在实际工作时，当输入信号恰好在门限值附近，由于干扰的存在，输出将不断在高、低电平间跳变，这在控制系统中，对执行机构很不利。
　　解决方法：采用迟滞比较器。