把两只比较器组合起来,能构成“窗口比较器”,应用同样很广泛。“窗口比较器”能同时设定输入的上限电压和下限电压,让它在上下限电压区间内,或者区间外,由输出端给出我们需要的电压。
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单限电压比较器和滞回电压比较器在输入电压ui单一方向变化时,输出电压uo只跃变一次。因此只能检测出ui与一个参考电压值的大小关系。如果要判断ui是否在两个给定的电压之间,就要采用窗口比较器。
当输入电压ui>URH时,uo1=+UOM,uo2=﹣UOM,因而二级管D1导通、D2截止,所以电路的输出电压uo=UZ。
当输入电压ui<URL时uo1=﹣UOM,uo2= + UOM,因而二级管D1截止、D2导通,所以电路的输出电压uo=UZ。
当输入电压URL<ui<URH时,uo1=﹣UOM,uo2=﹣UOM,因而二级管D1和D2都截止,所以电路的输出电压uo=0。
通过以上3种电压比较器的分析,可得出以下结论。
①在电压比较器中,集成运放多工作在非线性区,输出电压只有高电平和低电平两种可能的情况。
②一般用电压传输特性来描述输出电压与输入电压的函数关系。
③电压传输特性的3个要素是输出电压的高电平、低电平,阀值电压和输出电压的跃变方向。输出电压的高电平、低电平决定于限幅电路;阀值电压是使输出电压uo从高电平跃变为低电平或者从低电平跃变为高电平的某一输入电压;ui等于阀值电压时输出电压的跃变方向决定于同相输入端和反相输入端的相对大小关系。
比较器的特点及应用
1、同相比较器的特点:电路接法是参考点位接在反相端,输入信号接在同相端。当输入电压大于参考电压时,输出高电位。用于判断输入电压是否高于你所要限制的较高的电压。
2、反相比较器的特点:电路接法是参考点位接在同相端,输入信号接在反相端。当输入电压小于参考电压时,输出高电位。用于判断输入电压是否低于你所要限制的较低的电压。
3、反相施密特比较器:电路接法是参考点位来自于本比较器的输出端并且接在同相端,输入信号接在反相端。当输入电压大于参考电压时输出低电位。当输出端输出低电位后,参考电压也随之变得更低,当输入电压降低时,只有降到低于这个更低参考点位后,比较器是输出才能变成高电平输出。用于限定一个电压范围。
4、过零比较器:被用于检测一个输入值是否是零。原理是利用比较器对两个输入电压进行比较。两个输入电压一个是参考电压Vr,一个是待测电压Vu。一般Vr从正相输入端接入,Vu从反相输入端接入。根据比较输入电压的结果输出正向或反向饱和电压。
当参考电压已知时就可以得出待测电压的测量结果,参考电压为零时即为过零比较器。用比较器构造的过零比较器存在一定的测量误差。当两个输入端的电压差与开环放大倍数之积小于输出阈值时探测器都会给出零值。
5、电压比较器:可以看作是放大倍数接近“无穷大”的运算放大器。电压比较器的功能:比较两个电压的大小(用输出电压的高或低电平,表示两个输入电压的大小关系): 当”+”输入端电压高于”-”输入端时,电压比较器输出为高电平; 当”+”输入端电压低于”-”输入端时,电压比较器输出为低电平。
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