简单电压比较器电路图大全（LM358/LM324/有源带通滤波器） - 全文

电压比较器是对输入信号进行鉴别与比较的电路，是组成非正弦波发生电路的基本单元电路电压比较器可以看作是放大倍数接近“无穷大”的运算放大器。

电压比较器的功能：比较两个电压的大小（用输出电压的高或低电平，表示两个输入电压的大小关系）：

当”+”输入端电压高于”-”输入端时，电压比较器输出为高电平;

当”+”输入端电压低于”-”输入端时，电压比较器输出为低电平;

简单电压比较器电路图（一）

LM358 2脚接两只2K电阻从5V分得2.5电压作为参考电压，3脚接10K电阻得到0-5V电压来作比较电压，当3脚电压高于2.5伏，比较器1脚输出高电平等于电源电压5V，当3脚电压低于2脚的2.5V，1脚输出低电平等于0V，1脚输出经5.1K电阻连接到电压跟随器5脚，由7脚输出经R3到驱动三极管Q1放大驱动电流后流经LED1，使LED1发光或不发光。7脚输出5V时，LED1发光，7脚输出0V时，LED1不发光。

R8是LED1的限流电阻。LM358 123这组运放组成电压比较器，567这组运放组成电压跟随器，电压放大0倍，也就是输入多少，输出就是多少。

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，在测量和控制中有广泛的应用。利用集成运放工作在非线性区的特性，可以构成多种电压比较电路。

图1是一种最简单的单限电压比较器，其同相输入端接地即参考电压为零。图中运放处于开环状态（没有反馈），由于集成运放开环电压放大倍数很高，即使输入端有一个非常小的差值信号，也会使输出达到饱和值，因此集成运放工作在非线性区。集成运放工作在非线性区时，输出电压uo只有高电平、低电平两种可能。当输入信号ui》0，则uo= ﹣UOM；当输入信号ui《0，则uo= + UOM。输入信号每次经过零点时输出都要跳变，因而称为过零比较器。

若电压比较器的参考电压不为零，而是某一数值UREF，则构成图2所示的一般单限电压比较器。若将参考电压接在反相输入端，输入信号接在同相输入端，则当输入信号ui》 UREF，则uo= + UOM；ui《 UREF，则uo= -UOM。需要指出的是，电压比较器中，使输出电压uo从高电平跃变为低电平（或者从低电平跃变为高电平）的输入电压称为阀值电压，或转折电压，记作UT。求阀值电压方法：分析计算up和un，然后使up=un，这时所对应的ui=UT就是。例如，图2（a）所示电路的阀值电压即为UT= UREF 。这种电压比较器的特点是，输入信号每次经过参考电压UREF时输出要跳变，也称为一般单限电压比较器。

实际应用中，为了限定运放输出电压的幅值，以便与输出端所接负载电平相配合，一般的电压比较器的输出端接入双向稳压管DZ进行双向限幅，如图3（a）所示。R是限幅电阻，当输入信号ui》 UREF，则uo=+UZ；当输入信号ui《 UREF，，则uo=-UZ，电压传输特性如图3（b）所示。

简单电压比较器电路图（三）

非反相比较

在非反相比较器的参考电压施加到反相输入电压进行比较适用于非反相输入。每当进行比较的电压（Vin）以上的参考电压进入运放的输出摆幅积极饱和度（V +），和副反之亦然。实际上发生了什么是VIN和Vref（VIN - VREF）之间的差异，将是一个积极的价值和由运放放大到无穷大。由于没有反馈电阻Rf，运放是在开环模式，所以电压增益（AV）将接近无穷。+所以最大的可能值，即输出电压摆幅，V。请记住公式AV = 1 +（Rf/R1）。当VIN低于VREF，反向发生。

反相比较

在相比较的情况下，参考电压施加到非反相输入和电压进行比较适用于反相输入。每当输入电压（Vin）高于VREF，运放的输出摆幅负饱和。倒在这里，两个电压（VIN-VREF）之间的差异和由运放放大到无穷大。记住公式AV = -Rf/R1。在反相模式下的电压增益的计算公式是AV = -Rf/R1.Since没有反馈电阻，增益将接近无穷，输出电压将尽可能即负，V-。

实际电压比较器电路

一种实用的非基于UA741运放的反相比较器如下所示。这里使用R1和R2组成的分压器网络设置参考电压。该方程是VREF =（五+ /（R1 + R2）的）×R2的。代入这个方程电路图值，VREF = 6V。当VIN高于6V，输出摆幅？+12 V直流，反之亦然。从A + / - 12V直流双电源供电电路。

简单电压比较器电路图（四）

使用电压比较器LM324组成的电平测试电路

如图所示为使用电压比较器LM324组成的测试电路。其特点是便于检测阈值电平的调整，可测试DTL、TTL、CMOS等多种逻辑电平。由电压比较器的原理可知：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；反之，则输出低电平。RP为比较电压调整电位器，当UIN高于设置电压时，7脚输出高电平，显示1，同时小数点dp发光；UIN低于设置电压时，1脚输出高电平显示0，但小数点不亮；当检测到高、低变化的时钟脉冲时，若频率很低，可见0、1交替显示。频率较高时，0、1变化非常快，所以只见显示为0，同时小数点dp发光，这种“带点的零”即可表示检测的是时钟脉冲。

简单电压比较器电路图（五）：交流信号三分配放大器

此电路可将输入交流信号分成三路输出，三路信号可分别用作指示、控制、分析等用途。而对信号源的影响极小。因运放Ai输入电阻高，运放A1-A4均把输出端直接接到负输入端，信号输入至正输入端，相当于同相放大状态时Rf=0的情况，故各 放大器电 压放大倍数均为1，与分立元件组成的射极跟随器作用相同。

R1、R2组成1/2V+偏置，静态时A1输出端电压为1/2V+，故运放A2-A4输出端亦为1/2V+，通过输入输出电容的隔直作用，取出交流信号，形成三路分配输出。

简单电压比较器电路图（六）：LM324作有源带通滤波器

许多音响装置的频谱分析器均使用此电路作为带通滤波器，以选出各个不同频段的信号，在显示上利用发光二极管点亮的多少来指示出信号幅度的大小。这种有源带通滤波器的中心频率 ，在中心频率fo处的电压增益Ao=B3/2B1，品质因数 ，3dB带宽B=1/（п*R3*C）也可根据设计确定的Q、fo、Ao值，去求出带通滤波器的各元件参数值。R1=Q/（2пfoAoC），R2=Q/（（2Q2-Ao）*2пfoC），R3=2Q/（2пfoC）。上式中，当fo=1KHz时，C取0.01Uf。此电路亦可用 于一般的选频放大。

此电路亦可使用单电源，只需将运放正输入端偏置在1/2V+并将电阻R2下端接到运放正输入端既可。