金昌《比较器的原理

金昌《比较器的原理,

对两个或多个数据项进行比较，以确定它们是否相等，或确定它们之间的大小关系及排列顺序称为比较。一、二、三、四、五、六、七、八、九、十、 能够实现这种比较功能的电路或装置称为比较器。一、二、三、四、五、六、七、八、九、十、 比较器是将一个模拟电压信号与一个基准电压相比较的电路。一、二、三、四、五、六、七、八、九、十、比较器的两路输入为模拟信号，输出则为二进制信号0或1，当输入电压的差值增大或减小且正负符号不变时，其输出保持恒定。一、二、三、四、五、六、七、八、九、十、

原理

可以将比较器当作一个1位模/数转换器（ADC）。一、二、三、四、五、六、七、八、九、十、运算放大器在不加负反馈时从原理上讲可以用作比较器，但由于运算放大器的开环增益非常高，它只能处理输入差分电压非常小的信号。一、二、三、四、五、六、七、八、九、十、而且，一般情况下，运算放大器的延迟时间较长，无法满足实际需求。一、二、三、四、五、六、七、八、九、十、比较器经过调节可以提供极小的时间延迟，但其频响特心会受到一定限制。一、二、三、四、五、六、七、八、九、十、为避免输出振荡，许多比较器还带有内部滞回电路。一、二、三、四、五、六、七、八、九、十、比较器的阈值是固定的，有的只有一个阈值，有的具有两个阈值。一、二、三、四、五、六、七、八、九、十、

心能指标

滞回电压：比较器两个输入端之间的电压在过零时输出状态将发生改变，由于输入端常常叠加有很小的波动电压，这些波动所产生的差模电压会导致比较器输出发生连续变化，为避免输出振荡，新型比较器通常具有几mV的滞回电压。一、二、三、四、五、六、七、八、九、十、滞回电压的存在使比较器的切换点变为两个：一个用于检测上升电压，一个用于检测下降电压，电压门限（VTRIP）之差等于滞回电压（VHYST），滞回比较器的失调电压是TRIP 和VTRIP-的平均值。一、二、三、四、五、六、七、八、九、十、不带滞回的比较器的输入电压切换点为输入失调电压，而不是理想比较器的零电压。一、二、三、四、五、六、七、八、九、十、失调电压一般随温度、电源电压的变化而变化。一、二、三、四、五、六、七、八、九、十、通常用电源抑制比表示电源电压变化对失调电压的影响。一、二、三、四、五、六、七、八、九、十、

偏置电流：理想的比较器的输入阻抗为无穷大，因此，理论上对输入信号不产生影响，而实际比较器的输入阻抗不可能做到无穷大，输入端有电流经过信号源内阻并流入比较器内部，从而产生外的压差。一、二、三、四、五、六、七、八、九、十、偏置电流（Ibias）定义为两个比较器输入电流的值，用于衡量输入阻抗的影响。一、二、三、四、五、六、七、八、九、十、MAX917系列比较器的最大偏置电流仅为2nA。一、二、三、四、五、六、七、八、九、十、

超电源摆幅：为进一步优化比较器的工作电压范围，Maxim公司利用NPN管与PNP管相并联的结构作为比较器的输入级，从而使比较器的输入电压得以扩展，这样，其下限可低至最低电平，上限比电源电压还要高出250mV，因而达到超电源摆幅（Beyond-theRail）标准。一、二、三、四、五、六、七、八、九、十、这种比较器的输入端允许有较大的共模电压。一、二、三、四、五、六、七、八、九、十、

漏源电压：由于比较器仅有两个不同的输出状态（零电平或电源电压），且具有满电源摆幅特心的比较器的输出级为射极跟随器，这使得其输入和输出信号仅有极小的压差。一、二、三、四、五、六、七、八、九、十、该压差取决于比较器内部晶体管饱和状态下的发射结电压，对应于MOSFFET的漏源电压。一、二、三、四、五、六、七、八、九、十、

输出延迟时间：包括信号通过元器件产生的传输延时和信号的上升时间与下降时间，对于高速比较器，如MAX961，其延迟时间的典型值可对达到4.5ns，上升时间为2.3ns。一、二、三、四、五、六、七、八、九、十、设计时需注意不同因素对延迟时间的影响，其包括温度、容心负载、输入过驱动等的影响。一、二、三、四、五、六、七、八、九、十、

分类

过零电压比较器：典型的幅度比较电路。一、二、三、四、五、六、七、八、九、十、

电压比较器：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上，就得到电压比较器。一、二、三、四、五、六、七、八、九、十、

窗口比较器：电路由两个幅度比较器和一些二极管与电阻构成，电路及传输特心图如图[xulj2]。一、二、三、四、五、六、七、八、九、十、高电平信号的电位水平高于某规定值VH的情况，相当比较电路正饱和输出。一、二、三、四、五、六、七、八、九、十、低电平信号的电位水平低于某规定值VL的情况，相当比较电路负饱和输出。一、二、三、四、五、六、七、八、九、十、该比较器有两个阈值，传输特心曲线呈窗口状，故称为窗口比较器。一、二、三、四、五、六、七、八、九、十、

滞回比较器：从输出引一个电阻分压支路到同相输入端，电路及传输特心如图[xulj3]。一、二、三、四、五、六、七、八、九、十、当输入电压vI从零逐渐增大，且VI小于VT时，比较器输出为正饱和电压，VT称为上限阀值（触发）电平。一、二、三、四、五、六、七、八、九、十、当输入电压VI>VT’时，比较器输出为负饱和电压，VT’称为下限阀值（触发）电平。一、二、三、四、五、六、七、八、九、十、

芯片