简单电压比较器电路图大全 LM358/LM324/有源带通滤波器

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电压比较器是对输入信号进行判别和比较的电路，是构成非正弦波发生器的基本单元电路。电压比较器可以看作是一个放大倍数接近无穷大的运算放大器。电压比较器的作用：比较两个电压的大小(输出电压的高低表示两个输入电压的大小关系):“输入”端电压高于“-”输入端电压时，电压比较器输出为高电平；

当“”输入端电压低于“-”输入端电压时，电压比较器输出为低；

简单电压比较器电路图(一)LM358 2脚接两个2K电阻从5V分压2.5电压作为参考电压，3脚接10K电阻得到0-5V电压作为比较电压。当3脚的电压高于2.5V时，比较器1脚的高输出电平等于电源电压5V，当3脚的电压低于2脚的2.5V时，1脚的低输出电平等于0V，1脚的输出通过5.1K电阻连接到电压跟随器的5脚，由7脚输出。

当引脚7输出5V时，LED1发光，当引脚7输出0V时，LED1不发光。

R8是LED1的限流电阻。LM358 123这组运算放大器构成电压比较器，567组运算放大器构成电压跟随器。电压放大0倍，即输出和输入一样多。简单电压比较器电路图(二)电压比较器是对输入信号进行限幅和比较的电路，广泛应用于测量和控制中。利用集成运算放大器工作在非线性区的特性，可以构成多种电压比较电路。

图1是最简单的单限值电压比较器，其同相输入接地，即基准电压为零。图中，运算放大器处于开环状态(无反馈)。由于集成运算放大器的开环电压放大很高，即使输入端有很小的差分信号，输出也会达到饱和值，所以集成运算放大器工作在非线性区。当集成运算放大器工作在非线性区时，输出电压uo只有两种可能：高电平和低电平。当输入信号ui \u 0为0时，uo=uom；当输入信号ui \0为0时，uo=UOM。

每当输入信号通过零点时，输出就会跳变，因此它被称为过零比较器。

如果电压比较器的参考电压不为零，而是某个值UREF，则形成如图2所示的通用单限值电压比较器。如果参考电压连接到反相输入端，输入信号连接到同相输入端，那么当输入信号ui \uUREF，UO=UOM；ui“UREF，uo=-UOM。需要指出的是，在电压比较器中，使输出电压uo从高电平跳变到低电平(或从低电平跳变到高电平)的输入电压称为阈值电压，或转换电压，记为ut。

求阈值电压的方法：分析计算up和un，然后make up=un，则对应的ui=UT为。例如，图2(a)所示电路的阈值电压为UT=UREF。这种电压比较器的特点是每次输入信号经过参考电压UREF时输出都会跳变，也叫一般的单限电压比较器。

在实际应用中，为了限制运算放大器输出电压的幅度，以匹配连接到输出端的负载电平，一般电压比较器的输出端连接到双向电压调节器DZ进行双向限幅，如图3(a)所示。r为限流电阻，输入信号ui】UREF时，uo=UZ；当输入信号UI"Uref，uo=-UZ时，电压传输特性如图3(b)所示。简单电压比较器电路图(三)同相比较

同相比较器的参考电压加到反相输入电压上进行比较，适合同相输入。每当高于比较电压(Vin)的基准电压进入运算放大器的输出摆幅正饱和(V)时，反之亦然。实际发生的是VIN和Vref之差(VIN-VREF)，它将是一个正值，并从运算放大器放大到无穷大。由于没有反馈电阻Rf，运算放大器处于开环模式，因此电压增益(AV)将接近无穷大。

因此，最大可能值，即输出电压摆幅v，请记住公式AV=1 (Rf/R1)。当VIN低于VREF时，情况正好相反。

反相比较在比较的情况下，参考电压施加到同相输入，电压比较适合于反相输入。只要输入电压(Vin)高于VREF，运算放大器的输出摆幅就会负饱和。这里，两个电压之和(VIN-VREF)从运算放大器放大到无穷大。记住公式AV=-Rf/R1。逆变器模式下电压增益的计算公式为AV=-RF/R1。正弦无反馈电阻，增益会接近无穷大，输出电压尽可能为负，V-。实际电压比较器电路

下图是一个不基于UA741运算放大器的实用反相比较器。这里，由R1和R2组成的分压网络用于设置参考电压。方程式是VREF=(五/(R1R2))R2。代入这个等式的电路图值，VREF=6V。当VIN高于6V时，输出摆幅是多少？12 V DC，反之亦然。电源电路由一台/-12V DC双电源供电。简单电压比较器电路图(4)电压比较器LM324构成的电平测试电路

如图，是由电压比较器LM324组成的测试电路。其特点是检测阈值电平容易调整，可以测试DTL、TTL、CMOS等各种逻辑电平。根据电压比较器的原理，当同相输入端(正端)电压高于反相输入端(负端)电压时，比较器输出高电平；否则，输出低电平。

RP是比较电压调节电位计。当UIN高于设定电压时，7脚输出高电平，显示1，小数点dp发光；当UIN低于设定电压时，1脚输出电平显示0，但小数点不亮；检测到高低变化的时钟脉冲时，如果频率很低，可以看到0和1交替显示。频率高的时候0和1变化很快，所以只显示0，小数点dp同时发光。这个“带点的零”可以表示检测到时钟脉冲。

简易电压比较器电路图(五):交流信号三分配放大器该电路能将输入的交流信号分成三路输出，分别用于指示、控制、分析等用途。并且对信号源的影响很小。由于运算放大器Ai的输入电阻较大，运算放大器A1-A4的输出端直接连接到负输入端，信号输入到正输入端，相当于同相放大状态下Rf=0的情况，所以每个放大器的电压放大倍数为1，与分立元件组成的射极跟随器的电压放大倍数相同。

R1、R2构成A1/2V偏置。静态时，A1输出的端电压为1/2V，所以运算放大器A2-A4的输出端也是1/2V。通过输入和输出电容的DC隔离，交流信号被取出，形成三路分布式输出。

简单电压比较器电路图(六):用LM324做有源带通滤波器。许多音频设备的频谱分析仪都将这种电路作为带通滤波器来选择不同频段的信号，信号幅度由显示器上发光二极管的数量来表示。该有源带通滤波器的中心频率、中心频率F0=B3/2 B1处的电压增益A0、品质因数和3dB带宽B=1/(*R3*C)也可以根据由设计确定的q、F0和A0的值来确定。

R1=Q/(2foAoC)，R2=Q/((2Q2-Ao)*2foC)，R3=2Q/(2foC)。上式中，当fo=1KHz时，c为0.01Uf .此电路也可用于一般的选频放大。

该电路也可以使用单电源，只需将运算放大器的正输入端偏置到1/2V，并将电阻R2的下端连接到运算放大器的正输入端。

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