原创 过零，一般单限比较器

一、过零比较器<?xml:namespace prefix = o ns = "urn:schemas-microsoft-com:office:office" />

过零比较器，顾名思义，其阈值电压U_T=0V。电路如图(a)所示，集成运放工作在开环状态，其输出电压为+U_OM或-U_OM。当输入电压u_I<0V时，U_O=+U_OM；当输入电压u_I>0V时，U_O=-U_OM。因此，电压传输特性如图(b)所示。

在实用电路中为了满足负载的需要，常在集成运放的输出端加稳压管限幅电路，从而获得合适的U_OH和U_OL，如图（725）(a)所示。图中R为限流电阻，两只稳压管的稳定电压均应小于集成运放的最大输出电压U_OM。设稳压管D_Z1的稳定电压为U_Z1，稳压管D_Z2的稳定电压为U_Z2，U_Z1和U_Z2的正向导通电压均为U_D。

当u_I<0时，由于集成运放的输出电压u^/_O=+U_OM，D_Z1使工作在稳压状态，D_Z2工作在正向导通状态，所以输出电压

u _O=U_OH=（U_Z1+U_D）

当u_I>0时，由于集成运放的输出电压u^/_O=-U_OM，D_Z2使工作在稳压状态，D_Z1工作在正向导通状态，所以输出电压

u _O=U_OL=-（U_Z2+U_D）

★两只稳压管稳压值相同

若要求，U_Z1=U_Z2则可以采用两只特性相同而又制作在一起的稳压管，其符号如图(b)所示，稳定电压标为±U_Z。

当u_I<0时，u _O=U_OH=U_Z；

当u_I>0时，u _O=U_OL=-U_Z。

★稳压管接在反馈通路中

电路优点：

◆由于集成运放的净输入电压和净输入电流均近似为零，从而保护了输入级；

◆由于集成运放并没有工作到非线性区，因而在输入电压过零时，其内部的晶体管不需要从截止区逐渐进入饱和区，或从饱和区逐渐进入截止区，所以提高了输出电压的变化速度。

二、一般单限比较器

如图(a)所示为一般单限比较器，U_REF为外加参考电压。根据叠加原理，集成运放反相输入端的电位

（推导过程）

令u_N=u_P=0，则求出阈值电压

当u_I<U_T时，u_N<u_P，所以u^/o=+U_OM，uo=U_OH=+U_Z；

当u_I>U_T时，u_N>u_P，所以u^/o=-U_OM，uo=U_OL=-U_Z。

若U_REF<0，则图(a)所示电路的传输特性如图(b)所示。

★通过研究集成运放输出端所接的限幅电路来确定电压比较器的输出低电平U_OL和输出高电平U_OH；

★写出集成运放同相输入端、反相输入端电位u_N和u_P的表达式，令u_N=u_P，解得输入电压就是阈值电压；

★uo在u_I过U_T时的跃变方向决定于u_I作用于集成运放的哪个输入端。

◆当u_I从反相输入端输入时，u_I<U_T，uo=U_OH；u_I>U_T，uo=U_OL。

◆当u_I从同相输入端输入时，u_I<U_T，uo=U_OL；u_I>U_T，uo=U_OH。