簡單電壓比較器電路圖大全(LM358/LM324/有源帶通濾波器)

電壓比較器是對輸入信號進行鑑別與比較的電路，是組成非正弦波發生電路的基本單元電路電壓比較器可以看作是放大倍數接近「無窮大」的運算放大器。

電壓比較器的功能：比較兩個電壓的大小（用輸出電壓的高或低電平，表示兩個輸入電壓的大小關係）：

當」+」輸入端電壓高於」-」輸入端時，電壓比較器輸出為高電平;

當」+」輸入端電壓低於」-」輸入端時，電壓比較器輸出為低電平;

簡單電壓比較器電路圖（一）

LM358 2腳接兩隻2K電阻從5V分得2.5電壓作為參考電壓，3腳接10K電阻得到0-5V電壓來作比較電壓，當3腳電壓高於2.5伏，比較器1腳輸出高電平等於電源電壓5V，當3腳電壓低於2腳的2.5V，1腳輸出低電平等於0V，1腳輸出經5.1K電阻連接到電壓跟隨器5腳，由7腳輸出經R3到驅動三極體Q1放大驅動電流後流經LED1，使LED1發光或不發光。7腳輸出5V時，LED1發光，7腳輸出0V時，LED1不發光。

R8是LED1的限流電阻。LM358 123這組運放組成電壓比較器，567這組運放組成電壓跟隨器，電壓放大0倍，也就是輸入多少，輸出就是多少。

簡單電壓比較器電路圖（二）

電壓比較器是對輸入信號進行限幅和比較的電路，在測量和控制中有廣泛的應用。利用集成運放工作在非線性區的特性，可以構成多種電壓比較電路。

圖1是一種最簡單的單限電壓比較器，其同相輸入端接地即參考電壓為零。圖中運放處於開環狀態（沒有反饋），由於集成運放開環電壓放大倍數很高，即使輸入端有一個非常小的差值信號，也會使輸出達到飽和值，因此集成運放工作在非線性區。集成運放工作在非線性區時，輸出電壓uo只有高電平、低電平兩種可能。當輸入信號ui》0，則uo= ﹣UOM；當輸入信號ui《0，則uo= + UOM。輸入信號每次經過零點時輸出都要跳變，因而稱為過零比較器。

若電壓比較器的參考電壓不為零，而是某一數值UREF，則構成圖2所示的一般單限電壓比較器。若將參考電壓接在反相輸入端，輸入信號接在同相輸入端，則當輸入信號ui》 UREF，則uo= + UOM；ui《 UREF，則uo= -UOM。需要指出的是，電壓比較器中，使輸出電壓uo從高電平躍變為低電平（或者從低電平躍變為高電平）的輸入電壓稱為閥值電壓，或轉折電壓，記作UT。求閥值電壓方法：分析計算up和un，然後使up=un，這時所對應的ui=UT就是。例如，圖2（a）所示電路的閥值電壓即為UT= UREF 。這種電壓比較器的特點是，輸入信號每次經過參考電壓UREF時輸出要跳變，也稱為一般單限電壓比較器。

實際應用中，為了限定運放輸出電壓的幅值，以便與輸出端所接負載電平相配合，一般的電壓比較器的輸出端接入雙向穩壓管DZ進行雙向限幅，如圖3（a）所示。R是限幅電阻，當輸入信號ui》 UREF，則uo=+UZ；當輸入信號ui《 UREF，，則uo=-UZ，電壓傳輸特性如圖3（b）所示。

簡單電壓比較器電路圖（三）

非反相比較

在非反相比較器的參考電壓施加到反相輸入電壓進行比較適用於非反相輸入。每當進行比較的電壓（Vin）以上的參考電壓進入運放的輸出擺幅積極飽和度（V +），和副反之亦然。實際上發生了什麼是VIN和Vref（VIN - VREF）之間的差異，將是一個積極的價值和由運放放大到無窮大。由於沒有反饋電阻Rf，運放是在開環模式，所以電壓增益（AV）將接近無窮。+所以最大的可能值，即輸出電壓擺幅，V。請記住公式AV = 1 +（Rf/R1）。當VIN低於VREF，反向發生。

反相比較

在相比較的情況下，參考電壓施加到非反相輸入和電壓進行比較適用於反相輸入。每當輸入電壓（Vin）高於VREF，運放的輸出擺幅負飽和。倒在這裡，兩個電壓（VIN-VREF）之間的差異和由運放放大到無窮大。記住公式AV = -Rf/R1。在反相模式下的電壓增益的計算公式是AV = -Rf/R1.Since沒有反饋電阻，增益將接近無窮，輸出電壓將儘可能即負，V-。

實際電壓比較器電路

一種實用的非基於UA741運放的反相比較器如下所示。這裡使用R1和R2組成的分壓器網絡設置參考電壓。該方程是VREF =（五+ /（R1 + R2）的）×R2的。代入這個方程電路圖值，VREF = 6V。當VIN高於6V，輸出擺幅？+12 V直流，反之亦然。從A + / - 12V直流雙電源供電電路。

簡單電壓比較器電路圖（四）

使用電壓比較器LM324組成的電平測試電路

如圖所示為使用電壓比較器LM324組成的測試電路。其特點是便於檢測閾值電平的調整，可測試DTL、TTL、CMOS等多種邏輯電平。由電壓比較器的原理可知：當同相輸入端（正端）電壓高於反相輸入端（負端）電壓時，比較器輸出高電平；反之，則輸出低電平。RP為比較電壓調整電位器，當UIN高於設置電壓時，7腳輸出高電平，顯示1，同時小數點dp發光；UIN低於設置電壓時，1腳輸出高電平顯示0，但小數點不亮；當檢測到高、低變化的時鐘脈衝時，若頻率很低，可見0、1交替顯示。頻率較高時，0、1變化非常快，所以只見顯示為0，同時小數點dp發光，這種「帶點的零」即可表示檢測的是時鐘脈衝。

簡單電壓比較器電路圖（五）：交流信號三分配放大器

此電路可將輸入交流信號分成三路輸出，三路信號可分別用作指示、控制、分析等用途。而對信號源的影響極小。因運放Ai輸入電阻高，運放A1-A4均把輸出端直接接到負輸入端，信號輸入至正輸入端，相當於同相放大狀態時Rf=0的情況，故各 放大器電 壓放大倍數均為1，與分立元件組成的射極跟隨器作用相同。

R1、R2組成1/2V+偏置，靜態時A1輸出端電壓為1/2V+，故運放A2-A4輸出端亦為1/2V+，通過輸入輸出電容的隔直作用，取出交流信號，形成三路分配輸出。

簡單電壓比較器電路圖（六）：LM324作有源帶通濾波器

許多音響裝置的頻譜分析器均使用此電路作為帶通濾波器，以選出各個不同頻段的信號，在顯示上利用發光二極體點亮的多少來指示出信號幅度的大小。這種有源帶通濾波器的中心頻率 ，在中心頻率fo處的電壓增益Ao=B3/2B1，品質因數 ，3dB帶寬B=1/（п*R3*C）也可根據設計確定的Q、fo、Ao值，去求出帶通濾波器的各元件參數值。R1=Q/（2пfoAoC），R2=Q/（（2Q2-Ao）*2пfoC），R3=2Q/（2пfoC）。上式中，當fo=1KHz時，C取0.01Uf。此電路亦可用 於一般的選頻放大。

此電路亦可使用單電源，只需將運放正輸入端偏置在1/2V+並將電阻R2下端接到運放正輸入端既可。

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