過零比較器原理

　　圖5-1電壓比較器

　　如圖5-1所示的電壓比較器電路，參考電壓VREF可以是正值也可以是負值。當VREF=0，則輸入電壓Vi每次過零時，輸出電壓就要產生跳變。這種比較器稱為過零比較器。

　　當輸入信號Vi為一正弦波時，Vi每過零一次，比較器的輸出Vo將產生一次電壓跳變，輸入Vi，輸出Vo，經RC微分電路后的輸出Vo’如下圖所示：

　　圖5-3輸入Vi，輸出Vo，經RC微分電路后的輸出Vo’波形圖

　　過零比較器作用

　　過零比較器就是翻轉閾值為零的比較器。無工作區域之說，比較器實質就是開環狀態工作的誤差放大器，以閾值為界，小于閾值則輸出一個邏輯，大于則輸出與剛才相反的邏輯，達到區分比較結果的目的。至于是不是單值要看是否有遲滯量存在。

　　過零比較器電路分析

　　1）R11作為上拉電阻，作用不大，取值范圍很寬，當運放使用LM358的時候，不用也可以。不過，有些比較器是集電極開路的，當使用集電極開路的比較器的時候，這個上拉電阻是必須的。

　　2）運算放大器組成一個施密特觸發器（也叫做滯回觸發器），使觸發信號有一個滯回，從而使觸發后能夠可靠翻轉，避免小的干擾信號造成觸發器誤動作。R10叫做滯回電阻，也可以稱作正反饋電阻。

　　由于有了R10，電路才有了滯回特性。調節R10的大小，可以調節滯回的深淺。當R10無窮大（開路）的時候，電路就失去了滯回特性，從而變成了一個單純的比較器。

　　為了更好地說明R10的作用，我們假定VCC是10伏。那么，當沒有R10的時候（R10開路），輸入到2腳的電壓低于5負的時候，1腳輸出為高電平。2腳高于5伏的時候，1腳輸出低電平。這里沒有滯回特性。運放就是作為一個比較器。如果在5伏左右，有一個零點幾伏的干擾信號疊加進來，就會使比較器產生誤動作，頻繁地來回翻轉。

　　過零比較器特點

　　由于集成運放的凈輸入電壓和凈輸入電流均近似為零，從而保護了輸入級；

　　由于集成運放并沒有工作到非線性區，因而在輸入電壓過零時，其內部的晶體管不需要從截止區逐漸進入飽和區，或從飽和區逐漸進入截止區，所以提高了輸出電壓的變化速度。