TLV3501怎么做比较器

　　TLV3501怎么做比较器，比较器电路如何设计?

　　电压比较器(简称为比较器)是对输入信号进行鉴幅和比较的集成器件，它可将模拟信号转换成二值信号，即只有高电平和低电平两种状态的离散信号。可用作模拟电路和数字电路的接口，也可用作波形产生和变换电路等。

　　比较器看起来像是开路结构中的运算放大器，但比较器和运算放大器在电气性能参数方面有许多不同之处。运算放大器在不加负反馈时，从原理上讲可以用作比较器，但比较器的响应速度比运算放大器快，传输延迟时间比运算放大器小，而且不需外加限幅电路就可直接驱动TTL、CMOS等数字集成电路。但在要求不高情况下也可以考虑将某些运算放大器(例如：LM324、LM358、μA741、TL081、OP07、OP27等)当作比较器使用。

　　常见的比较器电路有 过零比较器、门限比较器、滞回比较器、窗口比较器 和 三态比较器 等。

　　比较器的输出级主要有开路输出和推挽式输出两种输出电路结构。

　　

　　(1) 集电极开路输出：集电极开路输出比较器的电路结构如图 8-9-2 所示，TI公司的集电极开路输出比较器产品有LM339、LM393、LMV331等。

　　集电极开路的比较器在使用时，需要外接上拉电阻R_PLL，上拉电阻与逻辑电源Vs+相连，逻辑电源的电压值，决定了比较器的可输出电压值。采用集电极开路输出的比较器可与各种逻辑器件系列连接，并可实现线与逻辑。

　　(2) 集电极/发射极开路输出：集电极/发射极开路输出比较器的电路结构如图8-9-3所示。TI公司的集电极/发射极开路输出比较器产品有：LM311、LP311等。

　　集电极/发射极开路输出的比较器均需要外接上拉或下拉电阻R_PLL，采用上拉电阻与逻辑电源Vs+相连或采用下拉电阻与逻辑电源Vs-相连，逻辑电源的电压值，决定了比较器的可输出电压值。采用集电极开路输出的比较器可与各种逻辑器件系列连接，并可实现线与逻辑。

　　(3) 漏极开路输出：漏极开路输出比较器的电路结构如图8-9-4所示。TI公司的漏极开路输出比较器产品有：TLC393、TLV3401、TLV2302、TLV3011等。

　　漏极开路输出的比较器均需要外接上拉电阻R_PLL，采用上拉电阻与逻辑电源Vs+相连，逻辑电源的电压值，决定了比较器的可输出电压值。采用集电极开路输出的比较器可与各种逻辑器件系列连接，并可实现线与逻辑。

　　

　　(4) 推挽式输出：推挽输出的比较器电路结构如图8-9-5所示。推挽输出不需要外接上拉电阻器，其输出逻辑电平取决于比较器的电源电压。TI公司的推挽式输出比较器产品有：TL714、TLV3501、TLV3401、TLV2702、TLV3012等。

　　基本比较器电路

　　比较器的基本电路类型有：过零电压比较器、单门限比较器、正基准电压的单电源比较器，电流加法比较器，滞回电压比较器等。下面我们以窗口比较器做简单的示例：

　　窗口电压比较器

　　自行设计窗口电压比较器电路，输入为1kHz、5V三角波信号，设置参考电压Vref1为1V直流电压，参考电压Vref2为4V直流电压，测量并绘制输出波形和电压传输特性曲线。

　　结果如下

　　

　　(2)搭建电路

　　接线图如下图所示

　　

　　观察输出波形如下

　　

　　传输特性曲线为

　　

　　总结

　　比较器的一大优点是不需要调零，因为输出电压取决于净输入电压Up-Un。两个输入端电阻也不要求对称，因为电压比较器工作在非线性区，输出的只有高电平或低电平两个电压，不像比例运算电路等，为了提高运算精度而要输入端的电阻对称。而且电压比较器可能还会引入正反馈。估计输出电平高低的方法是看输出电压是高电平还是低电平，如果是高电平，则Up>Un;低电平，则Up0时，Uo=-Uom。

　　本文以TLV3501过零比较器电路设计为示例，简单为您讲解过零比较器电路设计的方法与思路，希望对您设计比较器电路有所帮助。

　　过零比较器电路

　　过零电压比较器是电压比较电路的基本结构，它可将交流信号转化为同频率的双极性矩形波。常用于测量正弦波的频率相位等。

　　过零比较器电路图，如下图所示：

　　

　　过零比较器电路设计方法与步骤：

　　下面自行设计过零电压比较器电路，反相输入端接地，同相输入端接1kHz、1V正弦波信号，测量并绘制输出波形和电压传输特性曲线。

　　设计下图电路

　　

　　(1) OrCAD仿真

　　扫描设置与结果如下：

　　

　　

　　为了测量上升时间，对图像局部放大

　　

　　上升时间为0.66us

　　(2) 搭建电路

　　信号源设置如下：

　　

　　观察输出波形如下：

　　

　　用Measure测量该信号的上升时间为2.4us

　　最后加上一些比较器的相关知识，供大家学习参考。

　　比较器(也称电压比较器)与运算放大器的区别：

　　比较器看起来像是开路结构中的运算放大器，但比较器和运算放大器在电气性能参数方面有许多不同之处。运算放大器在不加负反馈时，从原理上讲可以用作比较器，但比较器的响应速度比运算放大器快，传输延迟时间比运算放大器小，而且不需外加限幅电路就可直接驱动TTL、CMOS等数字集成电路。但在要求不高情况下也可以考虑将某些运算放大器(例如：LM324、LM358、μA741、TL081、OP07、OP27等)当作比较器使用。

　　比较器的基本电压类型：

　　比较器的基本电路类型有：过零电压比较器、单门限比较器、正基准电压的单电源比较器，电流加法比较器，滞回电压比较器等。

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