运算放大器比较器

1、概述

在前面的大多数运算放大器文章中，电路都有一个到反相输入的反馈环路。 这种设计是最常见的，因为它确实提供了稳定性并避免了不良的饱和效应，并且通常将其称为线性模式。

另一方面，当没有反馈应用于反相输入时，运算放大器被认为在非线性状态下工作，我们也可以说在开环配置中。 比较器是特定的运算放大器电路，旨在以非线性模式工作，并且可以用作简单的逻辑门。

第一节介绍了电路以及比较器的基础知识。

在第二部分中，我们增加了电路的复杂性，以展示如何翻译比较器的所谓“临界点”或“阈值”。 我们表明，为了正确设计液位检测器，能够转换该值非常重要。

施密特触发器将在第三段中讨论，我们将看到这种比较器如何工作以及如何在实际应用中使用它们。 此外，我们通过将它们与基本比较器进行比较来强调它们的优势。

2、表示

2.1 同相比较器

最简单的比较器由一个没有任何电阻器或反馈环路的运算放大器组成，要比较的信号是 $V_1$ 并提供非反相输入，参考信号$V_{ref}$ 提供反相输入，输出标记为 $V_{out}$，电源为 $V_{S+}$ $V_{S-}$，可以对称，也可以不对称。

图1：同相比较器电路表示

在这里，我们将假定 $V_{ref}$ 构成接地，因此 $V_{ref}=0$。 此外，我们假设电压是对称的（$V_{S+}=-V_{S-}$）。

该电路的功能非常简单，可以根据 $V_1$的值进行总结：

• 如果 $V_1>V_{ref}$，$V_{out}=V_{S+}$
• 如果$V_1<V_{ref}$，$V_{out}=V_{S-}$

当