关于电压比较器的讨论在线视频

下边我们就电压比较器

进行一些讨论

首先我们就来看

这些都是由集成的电压比较器

所构成的电路

图（a）就是某一种型号的

集成电压比较器内部的等效电路

我们不把所有的问题都解决

我们首先要去识别一下这个电路

然后我们再来看看

它的输入端的

同相还是反相

然后电压传输特性呢

我留给大家回去自己去分析

那首先我们来看这个电路

这个电路实际上我在前面课程里边

大家已经见到过了

我们看这个电路是没有反馈的

而且输入端就加在这

2端就去和3端的地去比较

所以从这样一个构成上我们就知道

它是过零比较器

然后我们再来看它的输出

它的输出7就是这里头的

三极管的集电极

也就是说它是从集电极输出的

所以它输入的这个同相端

和反相端

和里边集成运放的反相端

和同相端正好相反

所以在这里边呢

大家要注意

就是2就应该是一个反相输入端

而3就是一个同相输入端

所以是一个过零的一个比较器

然后是从集电极出去的

从它所接的外加的电压知道

高电平就是接近5V

低电平接近0V

然后我们看这个电路吧

这个电路有一个高的阈值电压

有一个低的阈值电压

而且是通过两个电压比较器

来实现一个电压比较器

那么回想我们讲过的电压比较器

有高阈值电压和低阈值电压的

只有一种

就是窗口比较器

然后我们可以看到

它又是从集电极输出的

而且是两个集成电压比较器的

集电极并在一起使用的

那么我们看

它有什么样的好处呢

从这可以看到

e是接地的

而且两个集电极是接在一起的

那就是说只要有一个（管子）饱和导通

输出就是低电平

除非两个管子都截止的时候

输出才是高电平

因此在这产生了一种逻辑的关系

就是两个都截止才出高电平

两个都截止 分别就是两个输出

都是高电平输出才是高电平

有一个是低电平 输出就是低电平

我们把这样的一种关系

叫做“线与”的关系

因此对于集成的电压比较器

那么它们在输出上

可以直接的把输出端这样并联

我指的是在这里集电极开路的

这种电路

而我们回想一下集成运放

通用的集成运放

在实现一个电路的时候

输出端是绝对不可以并联使用的

因为假如并联使用

一个正好输出的是

那里边的互补输出极

一个正好是上面的管子导通

一个正好是下边的管子导通

那这时候就有一个比较大的电流

流过它的输出极

从而使得集成运放

造成永久性的损坏

而在这里 由于这个电路本身

它是一个集电极开路的

这样一个电路

就使得它们可以并联使用

这又是集成电压比较器

它的一个好处

所以这个电路应该是一个

窗口比较器

那么大家回去以后

应该标出它们3和2

它们哪边是正

哪边是负

然后画出它的电压传输特性来

然后我们再来看这个

把这个电路和上边的这个图(b)去比较

它们唯一不同的处就在于

前一个是从集电极输出

后一个是从射极输出

而且外加的电源不一样

那么它的输出的高低电平

高电平接近5V

低电平接近-5V

而如果它是从射极输出

那么它输入的同相输入端

和反相输入端

就和里边的这个A的

同相输入端

和反相输入端是一致的

而这两个电路它的共同之处

就在于它们都是过零比较器

因为它们没有引反馈

好 看这个电路

这个电路我们一眼就看到

就返回去了

从输出又一根线

返回到这个集成电压比较器的输入端

也就是给一个反馈了

而且这个反馈应该是一个正反馈

这样的结果就使得这个电路

构成的是一个滞回比较器

而且从这样一个接法上

我们就可以断定

说它的阈值电压

就是跟它输出电压相等

所以其它的问题呢

我想我不详细的去分析了

留给大家自己去分析

从前面我给大家的分析

就是你要掌握各种电压比较器

在结构上头的特点

比如说只有滞回比较器

才有一个正反馈

比如说只有窗口比较器

才有一个高阈值电压

一个低的阈值电压

它们之间就从这个电路上可以看到

就是外加的阈值电压

而和滞回比较器的阈值电压不一样

滞回比较器的阈值电压

它是决定于输出电压的

窗口比较器的阈值电压

是决定于外加的它的基准电压的

当然这种基准电压

也有可能是外部一个电源

分压的结果

所以认识到它们这样的电路的特点

你首先就可以判定

这个电路就是属于哪一种电压比较器

那么在这个电路里边

要有选通端我们是怎么做的呢

就是在这个地方

加上一个电子开关来控制它

当这个电子开关

处于闭合状态的时候

就表明我们要集成比较器工作

当它断开的时候

就是我们不要它工作

这个在数据传送的时候

特别有用

我们可以用一根线去传

分时去传不同的电压比较器

所要输出的信号

当我们传某一路信号的时候

我们让它的选通的开关闭合

也就是表示它被选中

而其余的让它都断开

所以在这样用一根线来传送

多路信号的时候

是分时来控制

我传哪路我就选中哪路

要注意的是

在某一时刻我只能选中一路

那下面我们再来看看

我们从电压传输特性上

去来识别电路

然后画波形

已经知道了两个电压比较器

它的电压传输特性就是这个

和这个

然后我们说出

它各为哪种电压比较器

然后已经知道了

输出电压是这样

画出u_O1和u_O2的波形

那从这里我们可以看到

它是一个单限的比较器

而且是一个单限比较器

里边的一个特例

过零比较器

从它过零时候

输出电压的跃变方向

我们就知道它是同相输入的

单限的过零比较器

然后我们再看底下

这是一个滞回比较器

那么从它的电压传输特性上

我们可以得出结论

它是一个同相输入的滞回比较器

知道了它的电压传输特性

其实我们就可以

去构成一个电路

能够具备这样的电压传输特性

这就是一个设计吧

那下面我们就来看

在输入信号相同的情况下

这两个比较器的输出电压

有什么不一样

这边我画出了它们的输出电压

首先我们看这个过零比较器

过零比较器只要输入的信号

过零的时候

输出都要产生跃变

这是它的特点

所以在这样一个波形下

我们看它跃变好几次

而滞回比较器 我们看

当它从小于负的u_T开始

只有变到正的u_T的时候

输出电压才产生跃变

而它一旦变成为高电平的之后

这个输入信号再变

只有变化到比-3V

负的u_T还来得低的时候

输出才产生第二次的变化

那么从这个图里边

我想要说明什么呢

我想要说明的就是

我们从单限比较器

这样频繁的变化可以看到

它非常灵敏

这个零就是它的报警线

就是你这个电压

只要在这个地方产生变化

那我输出都有响应

所以它动作灵敏

那我们再看

假如说中间的这一些

来回变化的那么多情况下

都是外部干扰使得输入信号

变化为这样的

那么对于单限比较器

我不管三七二十一

只要你有变化我就变

当然对于滞回比较器你看

它的特点是你这里边

怎么折腾我不管

我只有在这两点上输出才有变化

那么从这个结果我们就不难理解

灵敏度和它抗干扰的能力是一对矛盾

单限比较器灵敏度高

而滞回比较器具有一定的

抗干扰的能力

而这样一种抗干扰的能力

又影响着它的灵敏度

所以我们得到了这样的结果

而且 对于滞回比较器

它的回差电压越大

它的抗干扰能力就越强

它越不灵敏了

这又是我在前面课程里边

讲过很多次的一句话

叫做有一利必有一弊

我们在选择电路的时候

要选择合适的

只有合适的才是最好的

下面我们再来看一看

这个带有二极管电路的

它的这样的一个电压比较器

那么从这样一个比较器里边

我们要知道的就是

它U_T是多少

在这里我们已经看到了

它是+6V和+2V

然后它的输出电压是多少呢

这里是有二极管的这样的电路

它的关键是要搞清楚

这个二极管什么时候导通

什么时候截止

我们看它外部的电压

这加的是V_CC

这边是地

所以这两只二极管

都只有在它们的输出

是低电平 -U_OM的时候

二极管才有可能导通

而只要有一个二极管导通

这个输出的电压

就会被钳制在-5V

也就是-U_Z上

当两只二极管都截止的时候

那么这样一个通路

就决定了输出是一个高电平

也就是+5伏 +U_Z

所以在这类电路里边

我们首先要判断二极管的工作状态

它往往决定于集成运放

输出电压它是高电平

还是低电平

然后通过这里头我们可以知道

只要有一个集成运放输出

为-U_OM

就有二极管导通

那么输出电压就是-U_Z

-5V

只有两个运放的输出

都为+U_OM的时候

这时候 两只二极管截止

输出电压才为+5V

按照这样一个思路

大家回去分析

当它输入高于高阈值电压的时候

输出会是什么

低于低阈值电压的时候

输出是什么

而在高低阈值电压之间的时候

输出电压是什么

那么它一定是一个窗口比较器

我用Multisim

分析一个电压比较器

它的电压传输特性

这时候我给它的输入的信号

注意在这看

是一个10赫兹的三角波

因为电压传输特性

是一个静态特性

从理论上讲

我们应该是逐点的

给一个u_I看一个u_O

再给一个u_I再看u_O

来画出这样一个特性来

所以我们在测试的时候

应该用（频率）尽可能低的

这样的信号给这个电路

这里我给的是10赫兹

然后我们就可以通过示波器

或者是通过扫描的方法

直流扫描的方法

都可以得到这个电路

它的电压传输特性