电压比较器的电路构成.doc

,将输出级电路搬到经典电压比较器符号的外部(创意原理符号),再进而确定两输入端和输出端(或输出级)的对应关系,则其工作原理就呼之欲出了。图1常规电压比较器符号、创意原理符号与应用电路从常规符号(图1中a图)看,电压比较器也为三端元件,即两输入端,一输出端。其输入、输出的关系为:当IN+>IN-时,OUT端为高电平“1”;当IN-<IN+时,OUT端为低电平“0”。这也是做为电压比较器原理及故障判断的一个根本原则。从创间原理符号(图1中b图)看,当IN->IN+时,内部输出级晶体管Q导通,输出端相当于与供电负端短接,因而输出低电平“0”,此低电平可能为0V,也可能是-15V(和供电负端电平相关)。因电路为开路集电极输出形式,故输出端需加上位电阻R,以形成高电平“1”输出。从应用电路(图1中c图)看,当当IN+>IN-时,内部Q截止,OUT端变为高电平。的电平幅度。为+5V,电路输出高电平则为+5V;为+15V,电路输出高电平则为+15V。,既可以是电压比较器的供电电源,也可以是(共地的)另外的电压级别。做为模-数转换(接口)电路,为适应数字(或MCU器件)的供电电源要求,电压比较器输出端多经上拉电阻R接+5V电源(DSP器件,上接电阻则接入+)。±15V双电源(比如直接采用运放器件的电源供电),或输出端上拉电源为+15V,而输出端又要与后级(+5V供电数字电路系统)电路相连接时,那么输出级外围电路就要妥善完成前后级电路电平衔接的任务了。电压比较器的后级电路为MCU芯片时,MCU对输入信号有3项要求:输入信号幅度不大于+5V;因MCU为单电源供电,不要负的输入信号;只要电压信号,不要电流信号。图2电压比较器输出端电路形式图2中a电路,比较器供电为+15V,输出端上拉电阻R接+5V,实现了前后级电平的自然对接,无须采用输出电平钳位等相关措施。图2中b电路,比较器供电为+15V,输出端上拉电阻R也接+15V,电路的高电平输出幅度超出后级电路的承受能力,此处加单向钳位二极管D1以限制最高输入电平(将输出高电平钳位在+5V电源电平附近),或由分压电路将输出电平进行衰减。由电压接法可知,当当IN+>IN-时,输出端变为高电平,由D1的嵌位作用,使输出端电压为+5V+D1的导通管压降()≈+。图2中c电路,比较器供电为±15V双电源,输出端上拉电阻R接+15V。电压输出端的高电平为+15V,而低电平为-15V,二者都不符合后级电路的输入电平要求。一般采用添加R2限流电阻和双向错位二极管D1、D2的方法,进行输出端电压钳位。将电压比较器输出的±15V高、低电平嵌位成-~+(换言之,即将输出信号嵌位于0和+5V的供电电源电压范围以内)。