對(duì)兩個(gè)或多個(gè)數(shù)據(jù)項(xiàng)進(jìn)行比較，以確定它們是否相等，或確定它們之間的大小關(guān)系及排列順序稱(chēng)為比較。 能夠?qū)崿F(xiàn)這種比較功能的電路或裝置稱(chēng)為比較器。 比較器是將一個(gè)模擬電壓信號(hào)與一個(gè)基準(zhǔn)電壓相比較的電路。比較器的兩路輸入為模擬信號(hào)，輸出則為二進(jìn)制信號(hào)0或1，當(dāng)輸入電壓的差值增大或減小且正負(fù)符號(hào)不變時(shí)，其輸出保持恒定

可以將比較器當(dāng)作一個(gè)1位模/數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC）。運(yùn)算放大器在不加負(fù)反饋時(shí)從原理上講可以用作比較器，但由于運(yùn)算放大器的開(kāi)環(huán)增益非常高，它只能處理輸入差分電壓非常小的信號(hào)。而且，一般情況下，運(yùn)算放大器的延遲時(shí)間較長(zhǎng)，無(wú)法滿(mǎn)足實(shí)際需求。比較器經(jīng)過(guò)調(diào)節(jié)可以提供極小的時(shí)間延遲，但其頻響特性會(huì)受到一定限制。為避免輸出振蕩，許多比較器還帶有內(nèi)部滯回電路。比較器的閾值是固定的，有的只有一個(gè)閾值，有的具有兩個(gè)閾值。

滯回電壓比較器

滯回比較器又稱(chēng)施密特觸發(fā)器，遲滯比較器。這種比較器的特點(diǎn)是當(dāng)輸入信號(hào)ui逐漸增大或逐漸減小時(shí)，它有兩個(gè)閾值，且不相等，其傳輸特性具有“滯回”曲線(xiàn)的形狀。

滯回比較器也有反相輸入和同相輸入兩種方式。

UR是某一固定電壓，改變UR值能改變閾值及回差大小。 以圖4（a）所示的反相滯回比較器為例，計(jì)算閾值并畫(huà)出傳輸特性

圖4 滯回比較器及其傳輸特性 （a）反相輸入；（b）同相輸入

1，正向過(guò)程

正向過(guò)程的閾值為

形成電壓傳輸特性的abcd段

2，負(fù)向過(guò)程

負(fù)向過(guò)程的閾值為

形成電壓傳輸特性上defa段。由于它與磁滯回線(xiàn)形狀相似，故稱(chēng)之為滯回電壓比較器。 利用求閾值的臨界條件和疊加原理方法，不難計(jì)算出圖4（b）所示的同相滯回比較器的兩個(gè)閾值

兩個(gè)閾值的差值ΔUTH=UTH1–UTH2稱(chēng)為回差。

由上分析可知，改變R2值可改變回差大小，調(diào)整UR可改變UTH1和UTH2，但不影響回差大小。即滯回比較器的傳輸特性將平行右移或左移，滯回曲線(xiàn)寬度不變。

圖5 比較器的波形變換 （a）輸入波形；（b）輸出波形

例如，滯回比較器的傳輸特性和輸入電壓的波形如圖6（a）、（b）所示。根據(jù)傳輸特性和兩個(gè)閾值（UTH1＝2V， UTH2=–2V），可畫(huà)出輸出電壓uo的波形，如圖6（c）所示。從圖（c）可見(jiàn)，ui在UTH1與UTH2之間變化，不會(huì)引起uo的跳變。但回差也導(dǎo)致了輸出電壓的滯后現(xiàn)象，使電平鑒別產(chǎn)生誤差。

圖6 說(shuō)明滯回比較器抗干擾能力強(qiáng)的圖 （a）已知傳輸特性；（b）已知ui 波形； （c）根據(jù)傳輸特性和ui波形畫(huà)出的uo波形

滯回比較器的工作原理

滯回電路里面一般Vol和Voh相等（圖中運(yùn)放工作原理就是兩端電壓比值大?。┊?dāng)輸出Vo是高電平Voh時(shí)，V+端電壓等于（Voh-Vref）/（R1/（R1+R2），只要V-小于此時(shí)V+，則Voh保持不變，大于時(shí)刻發(fā)生突變 Vo變成低電平Vol，此時(shí)V-在繼續(xù)增大的話(huà)，Vo保持低電平不變化，同時(shí)V+處電壓變化（VoL-Vref）/（R1/（R1+R2）；

當(dāng)V-輸入減小，必須減少到V+變化后的值才能發(fā)生電壓跳變，成為高電平Voh，這就形成了滯回電路的效果。