電壓比較器是對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行鑒別與比較的電路，是組成非正弦波發(fā)生電路的基本單元電路電壓比較器可以看作是放大倍數(shù)接近“無窮大”的運(yùn)算放大器。

電壓比較器的功能：比較兩個(gè)電壓的大小（用輸出電壓的高或低電平，表示兩個(gè)輸入電壓的大小關(guān)系）：

當(dāng)”+”輸入端電壓高于”-”輸入端時(shí)，電壓比較器輸出為高電平;

當(dāng)”+”輸入端電壓低于”-”輸入端時(shí)，電壓比較器輸出為低電平;

簡單電壓比較器電路圖（一）

LM358 2腳接兩只2K電阻從5V分得2.5電壓作為參考電壓，3腳接10K電阻得到0-5V電壓來作比較電壓，當(dāng)3腳電壓高于2.5伏，比較器1腳輸出高電平等于電源電壓5V，當(dāng)3腳電壓低于2腳的2.5V，1腳輸出低電平等于0V，1腳輸出經(jīng)5.1K電阻連接到電壓跟隨器5腳，由7腳輸出經(jīng)R3到驅(qū)動(dòng)三極管Q1放大驅(qū)動(dòng)電流后流經(jīng)LED1，使LED1發(fā)光或不發(fā)光。7腳輸出5V時(shí)，LED1發(fā)光，7腳輸出0V時(shí)，LED1不發(fā)光。

R8是LED1的限流電阻。LM358 123這組運(yùn)放組成電壓比較器，567這組運(yùn)放組成電壓跟隨器，電壓放大0倍，也就是輸入多少，輸出就是多少。

簡單電壓比較器電路圖（二）

電壓比較器是對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行限幅和比較的電路，在測(cè)量和控制中有廣泛的應(yīng)用。利用集成運(yùn)放工作在非線性區(qū)的特性，可以構(gòu)成多種電壓比較電路。

圖1是一種最簡單的單限電壓比較器，其同相輸入端接地即參考電壓為零。圖中運(yùn)放處于開環(huán)狀態(tài)（沒有反饋），由于集成運(yùn)放開環(huán)電壓放大倍數(shù)很高，即使輸入端有一個(gè)非常小的差值信號(hào)，也會(huì)使輸出達(dá)到飽和值，因此集成運(yùn)放工作在非線性區(qū)。集成運(yùn)放工作在非線性區(qū)時(shí)，輸出電壓uo只有高電平、低電平兩種可能。當(dāng)輸入信號(hào)ui》0，則uo= ﹣UOM；當(dāng)輸入信號(hào)ui《0，則uo= + UOM。輸入信號(hào)每次經(jīng)過零點(diǎn)時(shí)輸出都要跳變，因而稱為過零比較器。

若電壓比較器的參考電壓不為零，而是某一數(shù)值UREF，則構(gòu)成圖2所示的一般單限電壓比較器。若將參考電壓接在反相輸入端，輸入信號(hào)接在同相輸入端，則當(dāng)輸入信號(hào)ui》 UREF，則uo= + UOM；ui《 UREF，則uo= -UOM。需要指出的是，電壓比較器中，使輸出電壓uo從高電平躍變?yōu)榈碗娖剑ɑ蛘邚牡碗娖杰S變?yōu)楦唠娖剑┑妮斎腚妷悍Q為閥值電壓，或轉(zhuǎn)折電壓，記作UT。求閥值電壓方法：分析計(jì)算up和un，然后使up=un，這時(shí)所對(duì)應(yīng)的ui=UT就是。例如，圖2（a）所示電路的閥值電壓即為UT= UREF 。這種電壓比較器的特點(diǎn)是，輸入信號(hào)每次經(jīng)過參考電壓UREF時(shí)輸出要跳變，也稱為一般單限電壓比較器。

實(shí)際應(yīng)用中，為了限定運(yùn)放輸出電壓的幅值，以便與輸出端所接負(fù)載電平相配合，一般的電壓比較器的輸出端接入雙向穩(wěn)壓管DZ進(jìn)行雙向限幅，如圖3（a）所示。R是限幅電阻，當(dāng)輸入信號(hào)ui》 UREF，則uo=+UZ；當(dāng)輸入信號(hào)ui《 UREF，，則uo=-UZ，電壓傳輸特性如圖3（b）所示。

簡單電壓比較器電路圖（三）

非反相比較

在非反相比較器的參考電壓施加到反相輸入電壓進(jìn)行比較適用于非反相輸入。每當(dāng)進(jìn)行比較的電壓（Vin）以上的參考電壓進(jìn)入運(yùn)放的輸出擺幅積極飽和度（V +），和副反之亦然。實(shí)際上發(fā)生了什么是VIN和Vref（VIN - VREF）之間的差異，將是一個(gè)積極的價(jià)值和由運(yùn)放放大到無窮大。由于沒有反饋電阻Rf，運(yùn)放是在開環(huán)模式，所以電壓增益（AV）將接近無窮。+所以最大的可能值，即輸出電壓擺幅，V。請(qǐng)記住公式AV = 1 +（Rf/R1）。當(dāng)VIN低于VREF，反向發(fā)生。

反相比較

在相比較的情況下，參考電壓施加到非反相輸入和電壓進(jìn)行比較適用于反相輸入。每當(dāng)輸入電壓（Vin）高于VREF，運(yùn)放的輸出擺幅負(fù)飽和。倒在這里，兩個(gè)電壓（VIN-VREF）之間的差異和由運(yùn)放放大到無窮大。記住公式AV = -Rf/R1。在反相模式下的電壓增益的計(jì)算公式是AV = -Rf/R1.Since沒有反饋電阻，增益將接近無窮，輸出電壓將盡可能即負(fù)，V-。

實(shí)際電壓比較器電路

一種實(shí)用的非基于UA741運(yùn)放的反相比較器如下所示。這里使用R1和R2組成的分壓器網(wǎng)絡(luò)設(shè)置參考電壓。該方程是VREF =（五+ /（R1 + R2）的）×R2的。代入這個(gè)方程電路圖值，VREF = 6V。當(dāng)VIN高于6V，輸出擺幅？+12 V直流，反之亦然。從A + / - 12V直流雙電源供電電路。