【8】电压比较器的阈值，窗口电压

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2  概念

 

                                         图1   反向电压比较器

                                                    图2   同向电压比较器

 

3         已知稳压管的VZ=6V，VD(on)=0.7V，R1=10kΩ，
R2=20kΩ，R3=1kΩ,运放的最大输出电压为±12V，VREF=2V，试通过分析计算求比较特性v0～vi；。

                                        图3  反向电压比较器

解答：

（1）输出高电平时：
VOH=6+0.7=6.7 V=Vb
Vi+=R2*（VOH-Vref）/(R2+R2)+Vref=20K*4.7/40K+2=4.35 V=Va
（2）输出低电平时：
VOL= -6-0.7= - 6.7 V=Vb
Vi+=R2*（VOH-Vref）/(R2+R2)+Vref=20K*(-8.7)/40K+2= - 2.35 V=Va

分析：

 图3可以看成反向电压比较器。

1）假设Vi=5V。

1-1）如果输出高电平Vb=6.7V时，此时Va=4.35V。

则Va<Vi，即此时输出应该为低电平，与假设矛盾。

1-2） 如果输出低电平Vb= -6.7V时，此时Va=-2.35V。

则Va<Vi，即此时输出应该为低电平，满足假设。

所以，当Vi>4.35V，输出低电平。

 

结论：

比较器的窗口电压是 - 2.35V~4.35V，

即输入电压>4.35V时，输出低电平-6.7V；

输入电压< - 2.35V时，输出高电平6.7V；

输入电压在- 2.35V~4.35V之间时，输出状态保持不变。

比较器输入阻抗10KΩ。