当该电路的参考电压为零时，则为反相过零比较器。
2. 同相电压比较器 电路如图所示， 输入 信号ui加在同相端，参考 电压ur 加在反相端。
当 ui < ur ， uo=UOL ui > ur ， uo=UOH
其传输特性 uo= f ( ui )
ui
+ A
uo
-
ur
uo
UoH
0 0 ur ui
UoL
3.转换速度
作为比较器的另一个重要特性就是转换速度，即比 较器输出状态发生转换所需要的时间。
uo
UoH
转换时间
t1
t2
t
UoL
通常要求转换时间尽可能短，以便实现高速比较。 为此可对比较器施加正反馈，以提高转换速度。
理想集成运放非线性应用时的特点
非线性应用的条件：运放开环或施加正反馈。
- u- i-
2. 鉴别灵敏度
理想的电压比较器，在高、 低 电 平 转 换 的 门 限 UT 处 具 有 阶跃的传输特性。
这就要求运放：
Aud
实际运放的Aud不为无穷大。在UT附近存在着一个比 较的不灵敏区。在该区域内输出既非UoH，也非UoL，故 无法对输入电平大小进行判别。
显然，Aud越大，则这个不灵敏区就越小，称比较器 的鉴别灵敏度越高。
电压比较器
电压比较器
电压比较器的功能是对两个输入电压的大小进行比较， 并根据比较结果输出高、低两个电平。
比较器在信号变换、检测和波形产生电路中有广泛应用。
此 外 由 于 高 电 平 相 当 于 逻 辑 “ 1” ， 低 电 平 相 当 逻 辑 “0”，所以比较器可作为摸拟与数字电路之间的接口电路。
电压比较器有专用的集成芯片可供使用，也可用集成 运放组成，这里只讨论后者。
由于比较器输出只有两个状态，因此，用作比较器的运 放将工作在开环或正反馈的非线性状态。
电压比较器的电路符号
UCC
u- -
A u+ +
-UCC
电压比较器的基本特性
1. 输出 高电平(UoH)和低电平(UoL) 用运放构成的比较器，其输出的高电平UoH和低电平 UoL可分别接近于正电源电压(UCC)和负电源电压(-UCC)。
u+
i+
A
+
uo
非线性应用特点： i i 0 u u uo UCC UoL u u uo UCC UoH
此时，两输入端“虚短路”的概念不再适用。
1 电压比较器
电压比较器的功能是对两个输入电压的大小进行比较， 并根据比较结果输出高、低两个电平。
电压比较器有专用的集成芯片可供使用，也可用集成 运放组成，这里只讨论后者。
U
U
R1 R1 R2
U oL
因而ui必须小到 U 时，输出才由低电平跳变为高电平。
此时的输入电压称为下门限电压，记为UTL。 UTL= U
对应的传输特性曲线如图所示。
由于其传输特性很像磁 性材料的磁滞回线，所以称
uo
UoH
之为迟滞比较器或滞回比较
∆U
器。
UTL
0
迟滞比较器的上、下门限电
u UTH
反相过零比较器
反相比较器
简ui
-
A
uo
+
ui
+ A
uo
-
ur
ur
其传输特性 uo= f ( ui )
uo
UoH
uo
UoH
0
ur ui
UoL
0 0 ur ui
UoL
2. 迟滞比较器––双稳态触发器
简单比较器应用中存在的问题 ①. 输出电压转换时间受运放的限制，使高频脉冲的边缘 不够陡峭； ②. 抗干扰能力差。在比较门限处，输出将产生多次跳变。
为了解决以上两个问题，在比较器中引入正反馈， 构成所谓“迟滞比较器”。
这种比较器具有很强的抗干扰能力，同时由于正反 馈加速了状态转换，从而改善了输出波形的边缘。
一.反相迟滞比较器
反相迟滞比较器电路如 图所示。 R1和R2将输出电压
ui R'
A
+
uo
uo反馈到运放的同相端，构 成正反馈。为简单计，R1端 所接的参考电平为地电位。
由于比较器输出只有两个状态，因此，用作比较器的运 放将工作在开环或正反馈的非线性状态。
电压比较器的基本特性
1. 输出 高电平(UoH)和低电平(UoL)
2. 鉴别灵敏度 3.转换速度
理想集成运放非线性应用时的特点
非线性应用的条件：运放开环或施加正反馈。
- u- i-
u+
i+
A
+
uo
非线性应用特点： i i 0 u u uo UCC UoL u u uo UCC UoH
此时，两输入端“虚短路”的概念不再适用。
1.1 简单电压比较器
一. 反相电压比较器 电路如图所示， 输入信号ui加 在反相端，参考电压ur 加在同相端。
ui
-
A
其传输特性 uo= f ( ui )
uo
uo
+
UoH
ur 当 ui < ur ， uo=UOH
ui > ur ， uo=UOL
00
UoL
ur ui
+
R2
Uf R1
-
下面来分析该电路的传输特性
当ui很负使u－< u+时， uo为高电平UoH
ui R'
A
+
uo
此时，同相端电位u+为
U
U f
R1
R1 R2
U oH
+
R2
Uf R1
-
当ui由负逐渐增大到ui =U+′时，输出将由高电平
跳变为低电平。对于反相电路uo从高跳到低所对应的ui
电压称为上门限电压，记为UTH。可见，UTH = U+′
当输出一旦变为低电平，则同相端也同时跳变为
U
U f
R1 R1 R2
U oL
由于 U U ，因而 ui > U 以后，uo将维持在低电平。
电压的传输特性
ui R'
A
+
uo
uo
UoH
UTH
R1
R1 R2
U
oH
+
R2
Uf R1
-
UTL 0
UTL
R1 R1 R2
U oL
UoL
u UTH
i
反之，ui由大逐渐变小时，由于同相端电位变为
i
压之差称之为回差，用ΔU表示，即 UoL
U
UTH
UTL
R1 R1 R2
(U oH
UoL )
R1 R1 R2
2UCC
回差ΔU的大小，将决定比较器的抗干扰能力， ΔU越
大，则抗干扰能力越强。但同时使比较器的鉴别灵敏度降
当参考电压为零时，则为同相过零比较器。
[例1]. 若 ui=5sinωt V
ui (V)
ur =2V, UCC =12V。
5
试画出反相和同相比
2 0
t
较器的输出波形。
UCC
ui
-
uo
+
-UCC
ur
UCC
ui
+
uo
-
-UCC
ur
uo (V)
12
0
t
-12
uo (V)
反相比较器
12
t
-12
同相比较器
[例2].将不规则的输入波 [例3].若ur为三角波，而ui为缓 形整形成规则的矩形波。 变信号，实现脉宽调制。