本文目标:争取看过之后,对比较器电路可以自己设计,自己计算。
理论上一个开环组态(无负反馈)的运放可以发挥低端比较器的作用。当正相输入端(V+)的电压高于反相输入端(V-)时,由于运放较高的开环增益,在输出端输出一个正向饱和电压+Usat。当反相输入端(V-)的电压高于正相输入端(V+)时,在输出端输出一个反向饱和电压-Usat。
过零比较器,在理想情况下,输出会在输入电压经过零点时从低转换到高或从高转换到低。其电路框图和电压传输特性如下所示:
基本过零比较器
限幅作用过零比较器电路1
限幅作用过零比较器电路2
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。
普通比较器所显示的是当输入电压超过某个限定值或阈值时的状态。窗口比较器(也称双端限幅比较器)检测的是处于两个限定值之间的输入电压,这个中间的区域称为窗口。为了实现这个窗口,需要使用两个具有不同阈值电压的比较器。下面以实际案例来说明。
设计目标
设计说明
该电路采用了两个并联的比较器来确定信号是否介于两个参考电压之间。如果信号处于窗口范围内,则输出高电平。如果信号电平超出窗口范围,则输出低电平。在该设计中,参考电压由带分压器的单电源生成。
注意:
1.输入不应超过比较器的共模限制;
2.比较器必须为漏极开路或集电极开路才能进行OR运算输出;
设计步骤
1、确定上限(VH)和下限(VL)窗口电压。
2、选择电阻值来达到所需的窗口电压。
3、瞬态仿真结果
比较器用于区分两种不同的信号电平。当以同相方式设置时,如果模拟输入高于所选阈值,则比较器输出为数字高电平。在比较阈值处存在噪声、信号变化或缓慢移动的信号的情况下,可以在输出端观察到不良转换。设置上限和下限迟滞阈值可消除这些由噪声导致的不良输出转换。
实际电路
设计目标
设计步骤
1、计算阈值电压VTH