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(fù)值。當(dāng)VREF=0，則輸入電壓Vi每次過零時(shí)，輸出電壓就要產(chǎn)生跳變。這種比較器稱為過零比較器。

　　當(dāng)輸入信號(hào)Vi為一正弦波時(shí)，Vi每過零一次，比較器的輸出Vo將產(chǎn)生一次電壓跳變，輸入Vi，輸出Vo，經(jīng)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(jīng)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(zhuǎn)閾值為零的比較器。無工作區(qū)域之說，比較器實(shí)質(zhì)就是開環(huán)狀態(tài)工作的誤差放大器，以閾值為界，小于閾值則輸出一個(gè)邏輯，大于則輸出與剛才相反的邏輯，達(dá)到區(qū)分比較結(jié)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(dāng)運(yùn)放使用LM358的時(shí)候，不用也可以。不過，有些比較器是集電極開路的，當(dāng)使用集電極開路的比較器的時(shí)候，這個(gè)上拉電阻是必須的。

　　2）運(yùn)算放大器組成一個(gè)施密特觸發(fā)器（也叫做滯回觸發(fā)器），使觸發(fā)信號(hào)有一個(gè)滯回，從而使觸發(fā)后能夠可靠翻轉(zhuǎn)，避免小的干擾信號(hào)造成觸發(fā)器誤動(dòng)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(diào)節(jié)R10的大小，可以調(diào)節(jié)滯回的深淺。當(dāng)R10無窮大（開路）的時(shí)候，電路就失去了滯回特性，從而變成了一個(gè)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(dāng)沒有R10的時(shí)候（R10開路），輸入到2腳的電壓低于5負(fù)的時(shí)候，1腳輸出為高電平。2腳高于5伏的時(shí)候，1腳輸出低電平。這里沒有滯回特性。運(yùn)放就是作為一個(gè)比較器。如果在5伏左右，有一個(gè)零點(diǎn)幾伏的干擾信號(hào)疊加進(jìn)來，就會(huì)使比較器產(chǎn)生誤動(dòng)作，頻繁地來回翻轉(zhuǎn)。

　　過零比較器特點(diǎn)

　　由于集成運(yùn)放的凈輸入電壓和凈輸入電流均近似為零，從而保護(hù)了輸入級(jí)；

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