单限比较器原理及阈值电压介绍
阈值电压公式推导及理解
阈值电压公式推导及理解阈值电压是指在耦合或集成电路中，信号必须达到的最低电压或电流水平，以确保正确的信号传输和处理。
阈值电压通常用于比较器、放大器和逻辑门等电路中，其中电压或电流的变化需要达到一些特定的阈值才能引发特定的操作。
在本文中，我们将推导阈值电压的公式，并对其进行解释和理解。
阈值电压的公式推导如下：首先，我们考虑一个简单的比较器电路。
假设这个电路由两个输入引脚组成：一个是非反相输入（+）和一个是反相输入（-）。
当非反相输入的电压高于反相输入时，输出为高电平；当非反相输入低于反相输入时，输出为低电平。
接下来，我们假设比较器电路的增益为A，非反相输入的电压为Vin，反相输入的电压为Vref，输出的电压为Vout。
由于比较器是一个差分放大器，我们可以将输出电压Vout表示为：Vout = A(Vin - Vref)根据上述定义，当Vin-Vref的值超过阈值电压时，输出将改变状态。
我们将阈值电压表示为Vth。
因此，当Vin - Vref = Vth时，输出状态将改变。
将上述等式代入我们的公式中，可以得到：Vout = A(Vth)这个等式表明，输出电压的值取决于阈值电压和放大器的增益。
这也解释了为什么阈值电压对于电路的正确操作至关重要。
在实际的电路中，我们通常会设置一个接近指定阈值电压的电压参考源来确定阈值电压。
这样可以确保电路在预期的范围内工作。
理解阈值电压的概念对于电路设计和分析非常重要。
通过确保信号的电压或电流超过阈值电压，我们可以避免误差和干扰，提高电路的性能和可靠性。
此外，阈值电压还可以根据特定应用的要求进行调整和优化。
总结起来，阈值电压公式的推导和理解是电路设计和分析中的重要概念。
该公式描述了比较器电路中输出电压取决于阈值电压和放大器增益的关系。
理解阈值电压的概念有助于优化电路的性能和可靠性。
在实际应用中，我们可以根据具体的需求来调整和设置阈值电压，以确保电路的正确操作。
单限比较器、迟滞比较器、双限比较器(窗口比较器)_图文(精)
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。
比较器1单门限电压比较器一般单限...
8.1 电压比较器
比较器
单门限电压比较器 迟滞比较器
窗口比较器
限幅器
电压比较器是对输入信号进行鉴别比较的电路，是组成非 正弦发生电路的基本单元电路，在测量和控制中有着广泛 的应用。
电压比较器的电压传输特性： 电压比较器的输出电压与输入电压的函数关系uo =f(ui ) 一般用曲线来描述，称为电压传输特性 输入电压ui 是模拟信号，输出电压uo 只有两种可能的状 态，不是高电平UOH就是低电平UOL ，用以表示比较结果
VM A0
15 105
0.15mV 0
可以认为 vI >0 时， vOmax = +VCC
（过零比较器）
vI <0 时， vOmax = -VEE
8.1 比较器
1. 单门限电压比较器
+VCC
vI
+
A
vO
-
（1）过零比较器
-VEE
当输入电压 ui 0V 时 uo UOH
ui 0V
uo UOL
t
DZ
DZ双向稳压管
-(UZ +UF)
2.双向稳压管接于负反馈回路上
DZ
RF
ui
R1
-
+A +
传输特性
uo
+UOM UZ +UF
uo
0
-(UZ +UF)
ui
-UOM
通过分析电压比较器，可得出如下结论：
1 在电压比较器中，集成运放工作在非线性 区，输出电压只有高电平和低电平两种情况。
2 一般用电压传输特性描述输出电压与输入电 压的函数关系。
集成运算放大器单限比较器电路图文分析
集成运算放大器单限比较器电路图文分析1.LM358比较器通过图3.13测试，可以看到当输入电压u i小于1V时，输出电压uo 约为5V左右；当输入电压在1-3V时，输出电压uo约为-5V。
即当U i<U R时，u o输出高电平；当u i>U r时，u o输出低电平。
将u i和U R互相调换位置，重复上述过程，记录输出电压u o，可观察到结果刚好相反。
在实验中为何会出向上述现象？分析一下其中的原因。
在图3.13(a)电路中，同相输入端接基准电位(或称参考电位)U R。
被比较信号由反相输入端输入。
集成运放LM358处于开环状态。
当u i>U R时，由于LM358 的电压放大倍数足够大，所以，输入端只要有微小的电压差，电压即饱和输出，在第一种情况下，输出电压为负饱和值为-U om；同理当u i<U R时，输出电压为正饱和值为+Uom。
其传输特性如图6.8 所示。
可见，只要输入电压在基准电压U R处稍有正负变化，输出电压u o就在负最大值到正最大值处变化。
通过上述分析可知，图3.13所示电路的功能是将一个输入电压与另一个输入电压或基准电压进行比较，判断它们之间的相对大小，比较结果由输出状态反映出来，该电路称为单限电压比较器，其特性如图3.14所示。
图3.14 单限电压比较器传输特性2.电压比较器LM393/LM339LM393是低功耗低失调电压两比较器，LM339是低功耗低失调电压四比较器。
两种比较器，原理图一样，功能参数一样。
(1) LM393/LM339工作原理LM339集成块采用C-14型封装，图3.15为外型及管脚排列图。
图3.15 比较器LM339LM339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。
电压比较器
电压比较器一、实验目的1．掌握比较器的电路构成及特点。
2．学会测试比较器的方法。
二、预习要求1．复习单门限电压比较器的电路组成及工作原理。
2．掌握单限比较器、迟滞比较器VL 、VH 、△V 、V omax 、V omin 参数的估算方法。
3．电压比较器中的运放通常工作在什么状态（负反馈、正反馈或开环）？一般它的输出电压是否只有高电平和低电平两个稳定状态？三、实验原理1．单门限电压比较器电压比较器是用来比较两个输 入电压的大小，据此决定其输出是高电平还是低电平。
以图10-1所示的同相电压比较器电路为例，参考电压V REF 加于运放的反相端，V REF 可以是正值或负值。
而输入信号v I 加于运放的同相端。
REFV OV (a)电路图(b)传输特性图10-1 单门限电压比较器由于比较器的开环电压增益很大，当输入信号v I 小于参考电压V REF ，即时，运放处于负饱和状态；v o 为低电平V OL ；反之，当v I 升高到略大于V REF ，即时，v o 转入正饱和状态，vo 为高电平V OH。
以图10-1所示的同相电压比较器电路为例分析可知，比较器输出v o 的临界转换条件是集成运放的差动输入电压，即。
由此可求出图1a 电路的电压传输特性，如图10-1b 所示。
当v I 由低变高经过V REF 时，v o 由V OL 变为V OH ；反之，当v I 由高变低经过V REF 时，v o 由V OH 变为V OL 。
我们把比较器输出电压v o 从一个电平跳变到另一个电平时相应的输入电压v I 值称为门限电压或阈值电压V th ，对于图10-1a 所示电路，。
由于v I从同相输入且只有一个门限电压，故称为同相输入单门限电压比较器。
反之当v I从反相端输入，V REF改接到同相端，则称为反相输入单门限电压比较器。
其相应传输特性如图10-1b 中的虚线所示。
2．过零比较器对于图10-1a所示电路，当，则输出电压每次过零时，输出电压就产生跳变。
电压比较器的原理
电压比较器的原理
电压比较器是一种电子器件，主要用于比较两个输入电压的大小，并输出一个相应的电平信号。
其原理如下：
1. 比较阈值设定：电压比较器通常具有一个或多个阈值电压，
用于设定比较的基准电压。
这些阈值电压可以通过外部电阻或内部电
压参考源设定。
2. 输入端比较：电压比较器的输入端接收两个待比较的输入电压。
这两个输入电压经由输入阻抗高的差动放大器进行放大，然后与
设定的阈值电压进行比较。
3. 输出控制：根据比较结果，电压比较器的输出端将输出一个
电平信号，表示输入电压的大小关系。
通常，输出电平取决于其接地、正电源和负电源电压的情况。
4. 功能选择：电压比较器还可能具有其他功能，例如输出延迟，滞后控制和极限电流保护等。
总结起来，电压比较器通过比较两个输入电压与设定的阈值电压
的关系，来确定输出信号的高低电平。
这种比较器可用于测量和控制
系统中的电压、温度、光强等参数的变化，并根据设定的阈值进行相
应的处理和控制。
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,窗口比较器过零比较器、单限比较器、滞回比较器和窗口比较器是电子电路中常用的比较器类型，它们在不同的应用场景中发挥着重要的作用。
本文将分别介绍这四种比较器的工作原理、特点和应用。
过零比较器。
过零比较器是一种常见的比较器，其主要功能是检测输入信号是否经过零点。
它通常由一个比较器和一个零点检测电路组成。
当输入信号经过零点时，比较器输出一个脉冲信号，用于触发其他电路或控制系统。
过零比较器的特点是灵敏度高、响应速度快，适用于需要对输入信号的过零点进行检测和触发的应用场景。
例如，交流电路中的零点检测、电机控制系统中的位置检测等。
单限比较器。
单限比较器是一种常用的比较器，其主要功能是比较输入信号与设定阈值的大小关系。
当输入信号超过设定阈值时，比较器输出高电平信号；当输入信号低于设定阈值时，比较器输出低电平信号。
单限比较器的特点是简单易用、成本低廉，适用于需要进行简单电压比较的应用场景。
例如，电压监测电路中的过压保护、温度控制系统中的温度检测等。
滞回比较器。
滞回比较器是一种特殊的比较器，其主要功能是在输入信号的上升沿和下降沿分别输出高电平和低电平信号。
这种特殊的输出方式可以有效抑制输入信号的噪声和干扰，提高比较器的稳定性和可靠性。
滞回比较器的特点是抗干扰能力强、稳定性高，适用于需要对输入信号进行精确比较和稳定输出的应用场景。
例如，数字通信系统中的信号检测、传感器系统中的信号处理等。
窗口比较器。
窗口比较器是一种特殊的比较器，其主要功能是比较输入信号与设定的上下限范围。
当输入信号超出设定的上下限范围时，比较器输出高电平信号；当输入信号在设定的上下限范围内时，比较器输出低电平信号。
窗口比较器的特点是能够同时检测输入信号的上限和下限，适用于需要进行双向电压比较的应用场景。
例如，电源管理系统中的电压监测、电动车控制系统中的电池管理等。
综上所述，过零比较器、单限比较器、滞回比较器和窗口比较器是电子电路中常用的比较器类型，它们分别适用于不同的应用场景，具有各自独特的特点和优势。
电压比较器的基础知识
电压比较器的基础知识
由于（运算放大器）Aod=∞，微小的差分输入（ud=up-un）就可能使运放输出达到饱和：uo=Aod（up-un），uo=+uom或-uom。
这是我们理解电压（比较器）的基础。
运放的电压传输特性如下图所示：
在电压比较器电路中，集成运放处于开环状态或引入正反馈。
有两类典型的电压比较器：单限比较器与滞回比较器。
单限比较器电路，只有一个（阈值电压）UT，输入（信号）ui 经过UT时，输出电压发生跳变。
滞回比较器电路，有两个阈值电压UT1和UT2，输入信号ui变化过程中，先经历一个UT，到达第二个UT时，输出电压发生变化。
加上阈值电压UT，+Uom 与-Uom的大小、输出电压uo的跃变方向同为电压比较器的三个参数。
通常以电压传输特性给出来。
下面举例子说明：
例1 单限电压比较器
需要注意的是，在电压传输特性曲线中：跃变方向判断技巧，
ui连接到同相端，曲线呈“S”型，ui连接到反相端，曲线呈“反S”型。
R与Dz组成双向稳压电路，故输出为+Uz与-Uz。
例2 滞回电压比较器
习题解答
(1) 阈值电压为u+=u-时，对应的ui值的大小。
（ui-0）/R1=（0-uz）/R2，可得：
UT=ui=±1.2V
（2）电压传输特性如下，uom=±6V，跃变方向因信号从同相端输入，所以特性曲线为”s“型。
上题电压传输特性曲线
上题输出波形图。
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单限比较器原理及阈值电压介绍
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。
图1b为其传输特性。
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。
同相端的电压就等于热敏元件Rt的电压降。
当机内温度为设定值以下时，“+”端电压大于“-”端电压，Uo为高电位。
当温度上升为设定值以上时，“-”端电压大于“+”端，比较器反转，Uo输出为零电位，使保护电路动作，调节R1的值可以改变门限电压，既设定温度值的大小。
单限比较器的理论分析及计算
由图可见，集成运放的同相输入端通过电阻R3接地，因此，当输入电压u1发生变化时，若反相输入端的电位u_=u+=0，则输出端的状态将发生跳变。
根据虚断的特点，并利用叠加定理可求的此时反相输入端的电位为
u_=（R2/（R1+R2））u1+（R1/（R1+R2））UREF令u_=0，由上式可解得门。