过零比较器原理

　　图5-1电压比较器

　　如图5-1所示的电压比较器电路，参考电压VREF可以是正值也可以是负值。当VREF=0，则输入电压Vi每次过零时，输出电压就要产生跳变。这种比较器称为过零比较器。

　　当输入信号Vi为一正弦波时，Vi每过零一次，比较器的输出Vo将产生一次电压跳变，输入Vi，输出Vo，经RC微分电路后的输出Vo’如下图所示：

　　图5-3输入Vi，输出Vo，经RC微分电路后的输出Vo’波形图

　　过零比较器作用

　　过零比较器就是翻转阈值为零的比较器。无工作区域之说，比较器实质就是开环状态工作的误差放大器，以阈值为界，小于阈值则输出一个逻辑，大于则输出与刚才相反的逻辑，达到区分比较结果的目的。至于是不是单值要看是否有迟滞量存在。

　　过零比较器电路分析

　　1）R11作为上拉电阻，作用不大，取值范围很宽，当运放使用LM358的时候，不用也可以。不过，有些比较器是集电极开路的，当使用集电极开路的比较器的时候，这个上拉电阻是必须的。

　　2）运算放大器组成一个施密特触发器（也叫做滞回触发器），使触发信号有一个滞回，从而使触发后能够可靠翻转，避免小的干扰信号造成触发器误动作。R10叫做滞回电阻，也可以称作正反馈电阻。

　　由于有了R10，电路才有了滞回特性。调节R10的大小，可以调节滞回的深浅。当R10无穷大（开路）的时候，电路就失去了滞回特性，从而变成了一个单纯的比较器。

　　为了更好地说明R10的作用，我们假定VCC是10伏。那么，当没有R10的时候（R10开路），输入到2脚的电压低于5负的时候，1脚输出为高电平。2脚高于5伏的时候，1脚输出低电平。这里没有滞回特性。运放就是作为一个比较器。如果在5伏左右，有一个零点几伏的干扰信号叠加进来，就会使比较器产生误动作，频繁地来回翻转。

　　过零比较器特点

　　由于集成运放的净输入电压和净输入电流均近似为零，从而保护了输入级；

　　由于集成运放并没有工作到非线性区，因而在输入电压过零时，其内部的晶体管不需要从截止区逐渐进入饱和区，或从饱和区逐渐进入截止区，所以提高了输出电压的变化速度。