单限比较器、迟滞比较器、双限比较器(窗口比较器)

窗口比较器,窗口比较器原理是什么？比较器有二大类,简述如下:1.模拟比较器将模拟量与一标准值进行比较,当高于该值时,输出高(或低)电平.反之,则输出低(或高)电平.例如,将一温度信号接于运放的同相端,反相端接一电压基准(代表某一温度),当温度高于基准值时,运放输出高电平,控制加热器关闭,反之当温度信号低于基准值时,运放输出低电平,将加热器接通.这一运放就是一个简单的比较器,因为输入与输出同相,称为同相比较器..有的模拟比较器具有迟滞回线,称为迟滞比较器,用这种比较器,有助于消除寄生在信号上的干扰.2.数字比较器用来比较二组二进制数是否相同,相同时输出(或低)高电平,反之,则输出相反的电平.最简单的数字比较器是一位二进制数比较器,是一个异或门(或同或门).窗口比较器,窗口比较器原理是什么?“窗口比较器”又叫“双限比较器”，是指在输入信号的上升沿和下降沿翻转电压不同的比较器，两个电压之间的值为窗口宽度。

窗口比较器常用两个比较器组成（双比较器），它有两个阈值电压VTHH（高阈值电压）及VTHL（低阈值电压），与VTHH及VTH L比较的电压VA输入两个比较器。

若VTHL≤VA≤VTHH，Vout输出高电平；若VA＜VTHL，VA＞VTHH，则Vout输出低电平，如图10所示。

图10是一个冰箱报警器电路。

冰箱正常工作温度设为0～5℃，（0℃到5℃是一个“窗口”），在此温度范围时比较器输出高电平（表示温度正常）；若冰箱温度低于0V或高于5℃，则比较器输出低电平，此低电平信号电压输入微控制器（μC）作报警信号。

温度传感器采用NTC热敏电阻RT，已知RT在0℃时阻值为333. 1kΩ；5℃时阻值为258.3kΩ，则按1.5V工作电压及流过R1、RT的电流约1.5 uA，可求出R1的值。

R1的值确定后，可计算出0℃时的VA值为0.5V（按图10中R1=665kΩ时），5℃时的VA值为0. 42V，则VTHL=0.42V，VTHH=0.5V。

运算放大器组成的电路五花八门，令人眼花瞭乱，是模拟电路中学习的重点。

在分析它的工作原理时倘没有抓住核心，往往令人头大.为此本人特搜罗天下运放电路之应用，来个“庖丁解牛"，希望各位从事电路板维修的同行，看完后有所斩获。

遍观所有模拟电子技朮的书籍和课程，在介绍运算放大器电路的时候，无非是先给电路来个定性，比如这是一个同向放大器，然后去推导它的输出与输入的关系,然后得出Vo=(1+Rf)Vi，那是一个反向放大器，然后得出Vo=—Rf＊Vi……最后学生往往得出这样一个印象:记住公式就可以了！如果我们将电路稍稍变换一下，他们就找不着北了！偶曾经面试过至少100个以上的大专以上学历的电子专业应聘者，结果能将我给出的运算放大器电路分析得一点不错的没有超过10个人！其它专业毕业的更是可想而知了。

今天，芯片级维修教各位战无不胜的两招,这两招在所有运放电路的教材里都写得明白，就是“虚短”和“虚断"，不过要把它运用得出神入化,就要有较深厚的功底了。

虚短和虚断的概念由于运放的电压放大倍数很大,一般通用型运算放大器的开环电压放大倍数都在80 dB以上.而运放的输出电压是有限的,一般在 10 V~14 V。

因此运放的差模输入电压不足1 mV，两输入端近似等电位，相当于“短路”。

开环电压放大倍数越大，两输入端的电位越接近相等。

“虚短”是指在分析运算放大器处于线性状态时,可把两输入端视为等电位，这一特性称为虚假短路，简称虚短。

显然不能将两输入端真正短路。

由于运放的差模输入电阻很大，一般通用型运算放大器的输入电阻都在1MΩ以上。

因此流入运放输入端的电流往往不足1u A，远小于输入端外电路的电流。

故通常可把运放的两输入端视为开路，且输入电阻越大，两输入端越接近开路。

“虚断”是指在分析运放处于线性状态时，可以把两输入端视为等效开路，这一特性称为虚假开路，简称虚断。

显然不能将两输入端真正断路.在分析运放电路工作原理时，首先请各位暂时忘掉什么同向放大、反向放大，什么加法器、减法器，什么差动输入……暂时忘掉那些输入输出关系的公式……这些东东只会干扰你，让你更糊涂﹔也请各位暂时不要理会输入偏置电流、共模抑制比、失调电压等电路参数，这是设计者要考虑的事情。

单限比较器一、过零比较器过零电压比较器是典型的幅度比较电路，它的电路图和传输特性曲线如图所示。

(a) 电路图(b) 电压传输特性图过零电压比较器二、一般单限比较器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V REF上，就得到电压比较器，可方便地改变阈值。

电路如图所示。

调节VREF(a) 电路图(b)电压传输特性图固定电压比较器比较器的基本特点工作在开环或正反馈状态。

开关特性，因开环增益很大，比较器的输出只有高电平和低电平两个稳定状态。

非线性，因是大幅度工作，输出和输入不成线性关系。

滞回比较器从输出引一个电阻分压支路到同相输入端，电路如图(a)所示电路。

(a) 电路图 (b) 传输特性图 滞回比较器电路图当输入电压v I 从零逐渐增大，且T I V v ≤时，+=om O V v ，T V 称为上限阀值（触发）电平。

++++=om 21221REF 1T V R R R R R V R V 当输入电压T I V v ≥时，-=om O V v 。

此时触发电平变为T V '， T 'V 称为下限阀值（触发）电平。

-+++='om 21221REF 1T V R R R R R V R V 当I v 逐渐减小，且 TI V v '=以前，O v 始终等于V om -，因此出现了如图(b)所示的滞回特性曲线。

回差电压∆V ：()-+-+='-=∆om om 212 T T V V R R R V V V 窗口比较器窗口比较器的电路如图所示。

电路由两个幅度比较器和一些二极管与电阻构成。

设R 1 =R 2，则有DL H D CC 212D CC L 2=)2-(21)2-(=V V V V V R R R V V V +=+窗口比较器的电压传输特性如图所示。

当v I V H 时，v O1为高电平，D 3导通；v o2为低电平，D 4截止，v O = v O1。

lm339应用电路图集lm339应用电路图:LM339集成块内部装有四个独立的电压比较器,该电压比较器的特点是: 失调电压小,典型值为 2mV;电源电压范围宽,单电源为 2-36V,双电源电压为±1V-±18V;对比较信号源的内阻限制较宽;共模范围很大,为 0~(Ucc-1.5VVo;差动输入电压范围较大,大到可以等于电源电压;输出端电位可灵活方便地选用。

LM339集成块采用 C-14型封装,图 1为外型及管脚排列图。

由于 LM339使用灵活,应用广泛,所以世界上各大 IC 生产厂、公司竟相推出自己的四比较器,如IR2339、ANI339、SF339等,它们的参数基本一致,可互换使用。

LM339类似于增益不可调的运算放大器。

每个比较器有两个输入端和一个输出端。

两个输入端一个称为同相输入端, 用“+”表示, 另一个称为反相输入端, 用“-”表示。

用作比较两个电压时,任意一个输入端加一个固定电压做参考电压(也称为门限电平,它可选择 LM339输入共模范围的任何一点,另一端加一个待比较的信号电压。

当“+”端电压高于“-”端时, 输出管截止, 相当于输出端开路。

当“-”端电压高于“+”端时,输出管饱和,相当于输出端接低电位。

两个输入端电压差别大于 10mV 就能确保输出能从一种状态可靠地转换到另一种状态,因此,把 LM339用在弱信号检测等场合是比较理想的。

LM339的输出端相当于一只不接集电极电阻的晶体三极管, 在使用时输出端到正电源一般须接一只电阻(称为上拉电阻,选 3-15K。

选不同阻值的上拉电阻会影响输出端高电位的值。

因为当输出晶体三极管截止时, 它的集电极电压基本上取决于上拉电阻与负载的值。

另外,各比较器的输出端允许连接在一起使用。

单限比较器电路图 3为某仪器中过热检测保护电路。

它用单电源供电,1/4LM339的反相输入端加一个固定的参考电压,它的值取决于 R1于 R2。

UR=R2/(R1+R2*UCC。

四电压比较器LM339的常用方法LM339集成块内部装有四个独立的电压比较器，该电压比较器的特点是：1）失调电压小，典型值为2mV；2）电源电压范围宽，单电源为2-36V，双电源电压为±1V-±18V；3）对比较信号源的内阻限制较宽；4）共模范围很大，为0~（Ucc-1.5V）V o；5）差动输入电压范围较大，大到可以等于电源电压；6）输出端电位可灵活方便地选用。

LM339集成块采用C-14型封装，图1为外型及管脚排列图。

由于LM339使用灵活，应用广泛，所以世界上各大IC生产厂、公司竟相推出自己的四比较器，如IR2339、ANI339、SF339等，它们的参数基本一致，可互换使用。

LM339类似于增益不可调的运算放大器。

每个比较器有两个输入端和一个输出端。

两个输入端一个称为同相输入端，用“+”表示，另一个称为反相输入端，用“-”表示。

用作比较两个电压时，任意一个输入端加一个固定电压做参考电压（也称为门限电平，它可选择LM339输入共模范围的任何一点），另一端加一个待比较的信号电压。

当“+”端电压高于“-”端时，输出管截止，相当于输出端开路。

当“-”端电压高于“+”端时，输出管饱和，相当于输出端接低电位。

两个输入端电压差别大于10mV就能确保输出能从一种状态可靠地转换到另一种状态，因此，把LM339用在弱信号检测等场合是比较理想的。

LM339的输出端相当于一只不接集电极电阻的晶体三极管，在使用时输出端到正电源一般须接一只电阻（称为上拉电阻，选3-15K）。

选不同阻值的上拉电阻会影响输出端高电位的值。

因为当输出晶体三极管截止时，它的集电极电压基本上取决于上拉电阻与负载的值。

另外，各比较器的输出端允许连接在一起使用。

l、单限比较器电路图1a给出了一个基本单限比较器。

输入信号Uin，即待比较电压，它加到同相输入端，在反相输入端接一个参考电压（门限电平）Ur。

当输入电压Uin>Ur时，输出为高电平UOH。

电压比较器是什么电压比较器的工作原理
电压比较器是对输入信号进行鉴别与比较的电路，是组成非正弦波发生电路的基本单元电路。

电压比较器主要有单项比较器、迟滞比较器和双限比较器（窗口比较器）。

双限比较器有两个转折电压，当输入电压向单一方向变化时输出电压跃变两次。

其传输特性如下：
poYBAGC5xguAVxqCAAFkSPu-vVY230.png
单限比较器和滞回比较器区别
单限比较器比滞回比较器抗干扰能力强，而滞回比较器比单限比较器灵敏度高。

单限电压比较器：运放是通过反馈回路和输入回路的确定“运算参数”，比如放大倍数，反馈量可以是输出的电流或电压的部分或全部。

而比较器则不需要反馈，直接比较两个输入端的量，如果
同相输入大于反相，则输出高电平，否则。

滞回比较器又称迟滞比较器：有两个门限电压。

输入单方向变化时，输出只跳变。

输入由大变小时，对应小的门限电压;输入由小变大时，对应大的门限电压。

在两个门限电压之间，输出保持原来
的输出。

上拉电阻会影响比较器输出的高电平的数值，尤其是“OC门“输出格式的比较器），从而影响门
限电压，需要考虑。

主要是影响上门限，可以把它归入正反馈。

电压比较器简单理解为：运放工作于非线性工作状态，假如基准电压在负端输入，输入的电压在正端输入的话，比较电压高于基准电压，运放就输出高电平（接近于运放的工作电源电压），输入的电压在正端输入的话，比较电压低于基准电压，运放就输出低电平。

（接近于地），基准电压加在正端，比较电压加在负端也可以的，输出刚好相反。

总之，就是正端电压高，就输出高电平，负端电压高，就输出低电平。

过零比较器,单限比较器,滞回比较器,窗口比较器过零比较器，单限比较器，滞回比较器，窗口比较器。

比较器是一种电子元件，用于比较两个电压的大小，并根据比较结果输出相应的信号。

在电子电路中，比较器被广泛应用于信号处理、控制系统和测量仪器等领域。

根据不同的比较功能和输出特性，比较器可以分为过零比较器、单限比较器、滞回比较器和窗口比较器。

过零比较器是一种常见的比较器，它的主要作用是检测输入信号是否穿过零点。

过零比较器通常用于交流信号的检测和处理，它可以将输入信号与零点进行比较，并输出相应的高低电平信号。

过零比较器的输出信号与输入信号的相位关系密切相关，可以用于判断输入信号的频率和相位信息。

单限比较器是一种简单的比较器，它只有一个比较阈值，当输入信号超过或低于这个阈值时，比较器将输出相应的高低电平信号。

单限比较器通常用于电压检测、开关控制和逻辑电路等应用中，它可以实现对输入信号的简单比较和判断，具有结构简单、使用方便的特点。

滞回比较器是一种具有滞回特性的比较器，它的主要作用是消除输入信号的噪声和干扰。

滞回比较器通常采用正反馈结构，当输入信号超过一定阈值时，比较器的输出将发生反转，并在一定时间内保持在反转状态，以消除输入信号的瞬时变化和波动。

滞回比较器可以有效提高系统的抗干扰能力，提高信号的稳定性和可靠性。

窗口比较器是一种具有上下限阈值的比较器，它的主要作用是检测输入信号是否在指定的范围内。

窗口比较器通常用于测量和控制系统中，它可以根据上下限阈值对输入信号进行比较，并输出相应的高低电平信号。

窗口比较器可以实现对输入信号的范围限制和判断，具有较高的灵活性和可调性。

总的来说，过零比较器、单限比较器、滞回比较器和窗口比较器都是常见的比较器类型，它们在电子电路和控制系统中都有着重要的应用。

不同类型的比较器具有不同的功能和特性，可以根据具体的应用需求选择合适的比较器类型，并结合其他电子元件和系统组件实现更复杂的功能和控制任务。