【第7课 电子基础——比较器】

什么是比较器一、核心定义电压比较器简称比较器是一种模拟集成电路核心功能对比两个输入电压的大小输出高低两种电平数字信号相当于模拟电路里的“电压裁判”。二、基础结构两个输入端 一个输出端同相输入端电压记为VV_V​反相输入端-电压记为V−V_-V−​输出端VoutV_{out}Vout​工作规则理想比较器当VV−V_ V_-V​V−​→ 输出高电平当VV−V_ V_-V​V−​→ 输出低电平它和运放最大区别比较器开环增益极大不做线性放大只做饱和输出不用负反馈普通运放很少专门当比较器用。三、两种最常见类型1. 开环比较器单门限比较只用一个阈值电压超过就翻转输出。例子一端接固定基准1V另一端接检测电压电压高于1V输出高低于则低。2. 滞回比较器施密特比较器加正反馈有两个阈值上限、下限消除电压小幅抖动带来的输出频繁跳变抗干扰极强。用途按键消抖、风扇温控、波形整形。四、典型应用场景电平检测电池欠压报警、过流/过压保护波形整形把不规则正弦波、杂波转标准方波模数转换ADC内部核心单元温控、光控热敏电阻/光敏电阻分压后对比基准电压脉冲产生、窗口检测同时判断电压是否在某区间五、和运算放大器简单区分器件用途反馈输出特性运放线性放大信号必须负反馈输出随输入连续变化比较器比较电压大小一般开环/正反馈只有高低两种饱和电平通俗举例把同相端当“标准分数线50分”反相端是“考生分数”分数50 → 输出1及格分数50 → 输出0不及格这就是最基础的比较器逻辑。## 先认核心零件LM393电压比较器你可以把它理解成一台电子裁判有两个输入脚5号、6号-专门对比两只脚的电压大小然后决定7号输出脚是高还是低电平通知主板芯片。两条输入线路6脚负输入端固定裁判标准线3V电池通过10K电阻送到6脚这里电压固定不变相当于裁判手里的分数线。5脚正输入端被测信号线19V适配器电压VIN经过PR2、PR7电阻分压降压再送到5脚。插上适配器5脚有电拔掉适配器5脚电压归零。输出线路7脚 → ACIN信号LM393 内部采用开漏输出结构因此外部需要通过上拉电阻 PR810K连接到电源 RSMVCC3 才能正常工作。插入 19V 适配器时5脚正输入端电压高于 6脚负输入端的基准电压 → 比较器判定“条件满足”内部导通7脚被拉低至地电平 → ACIN 信号输出低电平。主板芯片检测到此低电平即可识别到电源适配器已插入。拔掉适配器时5脚电压降至 0V低于 6脚的基准电压 → 比较器判定“条件不满足”内部断开。此时 7脚被上拉电阻 PR8 拉至高电平 → ACIN 信号输出高电平。主板芯片收到高电平信号便知道适配器已被拔除。大白话总结拿适配器分压出来的电压和3V电池提供的固定电压做对比比较器输出高低信号通知主板有没有插外接电源适配器。额外小常识LM393不能自己主动输出高电压必须依靠PR8这个上拉电阻不然拔掉适配器时无法输出高电平。