一、電壓比較器簡(jiǎn)介

　　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。常用的電壓比較器有單限比較器、滯回比較器、窗口比較器、三態(tài)電壓比較器等。

　　電壓比較器它可用作模擬電路和數(shù)字電路的接口，還可以用作波形產(chǎn)生和變換電路等。利用簡(jiǎn)單電壓比較器可將正弦波變?yōu)橥l率的方波或矩形波。

　　電壓比較器原理

　　圖1所示為一最簡(jiǎn)單的電壓比較器，UR為參考電壓，加在運(yùn)放的同相的輸入端，輸入電壓ui加在反相的輸入端。

　　電壓比較器原理原理圖

　　（a）電路圖 （b）傳輸特性當(dāng)ui＜UR時(shí)，運(yùn)放輸出高電平，穩(wěn)壓管Dz反向穩(wěn)壓工作。輸出端電位被其箝位在穩(wěn)壓管的穩(wěn)定電壓UZ，即　　 uO＝UZ

　　當(dāng)ui＞UR時(shí)，運(yùn)放輸出低電平，DZ正向?qū)ǎ敵鲭妷旱扔诜€(wěn)壓管的正向壓降UD，即 uo＝－UD

　　因此，以UR為界，當(dāng)輸入電壓ui變化時(shí)，輸出端反映出兩種狀態(tài)，高電位和低電位。

　　表示輸出電壓與輸入電壓之間關(guān)系的特性曲線，稱為傳輸特性。

　　電壓比較器工作原理

　　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；

　　可工作在線性工作區(qū)和非線性工作區(qū)。

　　工作在線性工作區(qū)時(shí)特點(diǎn)是虛短，虛斷；

　　工作在非線性工作區(qū)時(shí)特點(diǎn)是跳變，虛斷；

　　由于比較器的輸出只有低電平和高電平兩種狀態(tài)，所以其中的集成運(yùn)放常工作在非線性區(qū)。從電路結(jié)構(gòu)上看，運(yùn)放常處于開環(huán)狀態(tài)，又是為了使比較器輸出狀態(tài)的轉(zhuǎn)換更加快速，以提高響應(yīng)速度，一般在電路中接入正反饋。

　　電壓比較器功能作用

　　簡(jiǎn)單的電壓比較器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，靈敏度高，但是抗干擾能力差，因此我們就要對(duì)它進(jìn)行改進(jìn)。改進(jìn)后的電壓比較器有：滯回比較器和窗口比較器。

　　二、施密特觸發(fā)器簡(jiǎn)介

　　施密特觸發(fā)電路（ 簡(jiǎn)稱）是一種波形整形電路，當(dāng)任何波形的信號(hào)進(jìn)入電路時(shí)，輸出在正、負(fù)飽和之間跳動(dòng)，產(chǎn)生方波或脈波輸出。不同于比較器，施密特觸發(fā)電路有兩個(gè)臨界電壓且形成一個(gè)滯后區(qū)，可以防止在滯后范圍內(nèi)之噪聲干擾電路的正常工作。如遙控接收線路，傳感器輸入電路都會(huì)用到它整形。

　　施密特觸發(fā)器也有兩個(gè)穩(wěn)定狀態(tài)，但與一般觸發(fā)器不同的是，施密特觸發(fā)器采用電位觸發(fā)方式，其狀態(tài)由輸入信號(hào)電位維持；對(duì)于負(fù)向遞減和正向遞增兩種不同變化方向的輸入信號(hào)，施密特觸發(fā)器有不同的閾值電壓。

　　門電路有一個(gè)閾值電壓，當(dāng)輸入電壓從低電平上升到閾值電壓或從高電平下降到閾值電壓時(shí)電路的狀態(tài)將發(fā)生變化。施密特觸發(fā)器是一種特殊的門電路，與普通的門電路不同，施密特觸發(fā)器有兩個(gè)閾值電壓，分別稱為正向閾值電壓和負(fù)向閾值電壓。在輸入信號(hào)從低電平上升到高電平的過程中使電路狀態(tài)發(fā)生變化的輸入電壓稱為正向閾值電壓，在輸入信號(hào)從高電平下降到低電平的過程中使電路狀態(tài)發(fā)生變化的輸入電壓稱為負(fù)向閾值電壓。正向閾值電壓與負(fù)向閾值電壓之差稱為回差電壓。

　　施密特觸發(fā)器作用

　　1.波形變換

　　可將三角波、正弦波、周期性波等變成矩形波。

　　2.脈沖波的整形

　　數(shù)字系統(tǒng)中，矩形脈沖在傳輸中經(jīng)常發(fā)生波形畸變，出現(xiàn)上升沿和下降沿不理想的情況，可用施密特觸發(fā)器整形后，獲得較理想的矩形脈沖。

　　3.脈沖鑒幅

　　幅度不同、不規(guī)則的脈沖信號(hào)施加到施密特觸發(fā)器的輸入端時(shí)，能選擇幅度大于預(yù)設(shè)值的脈沖信號(hào)進(jìn)行輸出。

　　4.構(gòu)成多諧振蕩器

　　幅值不同的信號(hào)在通過加上一個(gè)合適電容的施密特觸發(fā)器后會(huì)產(chǎn)生矩形脈沖，矩形波脈沖信號(hào)，常用作脈沖信號(hào)源及時(shí)序電路中的時(shí)鐘信號(hào)。

　　典型的施密特觸發(fā)器電路

　　采用施密特觸發(fā)器作模-數(shù)轉(zhuǎn)換器，其輸出決定于輸入信號(hào)大小且僅有兩種狀態(tài)。在輸入電壓上升和下降換接時(shí)間之間的電壓差值稱為滯環(huán)電壓Uv，其大小可以通過改變左晶體管的閾值電壓而改變，并且同電阻RV 大小有關(guān)。如本例中Rv=0 則Umr~0.6V;如Rv=15kS，則Uny~0.2V。

　　三、施密特觸發(fā)器能否代替電壓比較器以及它們之間的區(qū)別

　　施密特觸發(fā)器不能代替電壓比較器。

　　電壓比較器與施密特觸發(fā)器的區(qū)別：

　　電壓比較器：當(dāng)輸入電壓大于閾值電壓，運(yùn)放輸出高電平，反之輸出低電平，只有1個(gè)閾值電壓。

　　施密特觸發(fā)器：特點(diǎn)是有滯后效應(yīng)，2個(gè)閾值（VT+，VT-），即當(dāng)輸入信號(hào)超過上限閾值VT+時(shí)，輸出電平反轉(zhuǎn)，而輸入電平減小回到VT+時(shí)，輸出電平并不重新反轉(zhuǎn)，而必須等輸入電平繼續(xù)下降到低于下限閾值VT-時(shí)，輸出電平才會(huì)反轉(zhuǎn)到初始狀態(tài)。其實(shí)可以簡(jiǎn)單的理解成，有2個(gè)閾值，一個(gè)閾值需要上升沿超過VT+觸發(fā)，另一個(gè)閾值需要下降沿超過VT-再觸發(fā)。這樣有一個(gè)好處，即可以將三角波轉(zhuǎn)換成矩形波，又可以避免比較器的干擾現(xiàn)象（電平徘徊在閾值電壓附近，輸出有高低干擾）