窗口比較器,窗口比較器原理是什么?

“窗口比較器”又叫“雙限比較器”，是指在輸入信號的上升沿和下降沿翻轉(zhuǎn)電壓不同的比較器，兩個(gè)電壓之間的值為窗口寬度。

窗口比較器常用兩個(gè)比較器組成（雙比較器），它有兩個(gè)閾值電壓VTHH（高閾值電壓）及VTHL（低閾值電壓），與VTHH及VTHL比較的電壓VA輸入兩個(gè)比較器。若VTHL≤VA≤VTHH，Vout輸出高電平；若VA＜VTHL，VA＞VTHH，則Vout輸出低電平，如圖10所示。圖10是一個(gè)冰箱報(bào)警器電路。冰箱正常工作溫度設(shè)為0～5℃，（0℃到5℃是一個(gè)“窗口”），在此溫度范圍時(shí)比較器輸出高電平（表示溫度正常）；若冰箱溫度低于0V或高于5℃，則比較器輸出低電平，此低電平信號電壓輸入微控制器（μC）作報(bào)警信號。

　　溫度傳感器采用NTC熱敏電阻RT，已知RT在0℃時(shí)阻值為333.1kΩ；5℃時(shí)阻值為258.3kΩ，則按1.5V工作電壓及流過R1、RT的電流約1.5　　uA，可求出R1的值。R1的值確定后，可計(jì)算出0℃時(shí)的VA值為0.5V（按圖10中R1=665kΩ時(shí)），5℃時(shí)的VA值為0.42V，則VTHL=0.42V，VTHH=0.5V。若設(shè)R2=665kΩ，則按圖11，可求出流過R2、R3、R4電阻的電流I=（1.5V-0.5V）/665kΩ=0.0015mA，按R4×I/=0.42V，可求出R4=280kΩ再按0.5V=（R3+R4）0.0015mA，　　則可求出R3=53.3kΩ。

　　本例中兩個(gè)比較器采用低工作電壓、低功耗、互補(bǔ)輸出雙比較器LT1017，無需外接上拉電阻。

如果要判別輸入信號電壓ui是否進(jìn)入某一定 范圍，則可以用圖1（a）所示的窗口比較器來進(jìn)行判別。該窗口比較器是由一個(gè)反向輸入差動(dòng)任意電平比較器和另一個(gè)同相輸入差動(dòng)任意電平比較器適當(dāng)?shù)亟M合而成。

假定UREF1> UREF2，則當(dāng)ui < U REF1時(shí)，A1輸出為+UOM，A2輸出為?UOM，D1導(dǎo)通，D2截止，輸出電壓uo = +UOM；當(dāng)U REF2 > ui > U REF1時(shí)，A1 和A2的輸出都是?UOM，D1、D2都截止，輸出電壓uo = 0；當(dāng)ui > U REF2時(shí)，A1輸出為?UOM，A2輸出為+UOM，D1截止，D2導(dǎo)通，輸出電壓uo = +UOM;其電壓傳輸特性如圖1（b）所示。

由圖中傳輸特性可知，當(dāng)輸入電壓ui處于UREF1和UREF2之間時(shí)，輸出為0，而當(dāng)輸入電壓的值處于UREF1和UREF2之外時(shí)，輸出為+UOM。注意：在圖1（b）電壓傳輸特性電路中，運(yùn)算放大器的輸出端不能直接相連，因?yàn)閳D1 (D1、D2用IN4148，R=1k)當(dāng)兩個(gè)運(yùn)放輸出電壓的極性相反時(shí)，將互為對方提供低阻抗通路而導(dǎo)致運(yùn)算放大器燒毀。