比较器的基本知识

模拟技术

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01比较器是常用的器件之一,今天随小编一起来学习下它的基本知识吧!

比较器定义:比较器是通过比较两个输入端的电流或电压的大小,在输出端输出不同电压结果的一种电子元件。

比较器顾名思义它是用来作比较的,它有两个输入端Vi+和Vi-,一个输出端Vout。 输入端接的是模拟信号,输出端输出是的数字信号,输出要么是高要么就是低,具体的高电平是任意由外接的电压幅值来决定的。

选择其中一个输入端作为参考点(REF)来进行比较,(如下图),选择负向输入端作为参考,当正向输入端V1大于V2时,Vout输出高电平,当V1小于V2时,Vout输出低电平。

LM339

LM339比较器

我们知道比较器输出的是“高电平“或”低电平”,那么,这个“高”和“低”到底是指多高多低呢? 高是3.3V还是15V,还是其他电压吗? 低电平是0V还是-15V还是其他电压呢?

为了彻底搞清楚这个问题,我们一起来看下比较器的Datasheet(规格书),下图是LM339的输出端的电路结构,内部方框图:

LM339

比较器LM339内部方框图

从图中我们可以看出比较器的输出端是个OC门,也就是说它的集电极是开路的,这样大家应该就知道前面说的高低电平如何确定了吧,OC输出也就是说它的集电极是悬空的,它的上面需要接一个上拉电阻,如下图所示:

(OC输出:即OC门,又称集电极开路门,Open Collector,是集电极开路的一种输出结构)

LM339

从上图可以看出,假如输出的是一个高电平,那么这个高电平就是等于上拉电阻R1的VCC电压,低电平电压就是等于地(0V)。

即:当V1大于V2时,Vout输出高电平,多高吗? 等于15V;

当V1小于V2时,Vout输出低电平,多低吗? 等于0V;

所以,可以根据自已实际设计的电路需要来选择合适的上拉电压VCC,从而来达到输出高电平的一个电压; 例如需要输出5V则将输出端上拉到5V,而低电平则由比较器的地(GND)决定,这就涉及比较器的单电源还是双电源供电问题了,低电平电压就等于比较器的负电源电压。

单电源供电(如下图)

LM339

比较器单电源供电

双电源供电(如下图)

LM339

比较器双电源供电

从单电源和双电源的供电方式对比我们知道,单电源负电压供电是接地的; 而双电源它是接了一个负压的;

所以,综上所述:当你不需要输出负电压时,就选择单电源供电,如果你需要输出负电压时就选择双电源供电。

02总结:

1、根据输出是否需要负电压来选择供电方式(不需要负压选择单电源供电,需要负压选择双电源供电)。

2、当比较器正向输入端电压大于负向输入端电压时,输出为高。

3、当比较器正向输入端电压小于负向输入端电压时,输出为低。

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