10.2. Аналоговые компараторы

Компаратор – это устройство сравнения. Аналоговый компаратор предназначен для сравнения величин двух аналоговых сигналов. Если обозначить входной анализируемый сигнал V_IN, а опорный сигнал ( или уровень сравнения) V_REF , то выходной сигнал компаратора, представляющий собой логический сигнал, V_OUT будет определяться по правилу:

Выходной сигнал компаратора в большинстве случаев подаётся на входы логических устройств и поэтому согласуется по уровню и мощности с их входами.

В качестве простейшего компаратора может быть использован операционный усилитель (рис.10.2). Усилитель включён по схеме инвертирующего сумматора, однако вместо резистора в цепи обратной связи включены параллельно стабилитрон VD₁ и диод VD₂.

Рис.10.2. Схема компаратора на ОУ

Пусть R₁ = R₂ . Если (V_IN – V_REF) > 0, то диод VD₂ открыт и выходное напряжение схемы равно падению напряжения на открытом диоде и не превышает 0,5…0,7 В. При (V_IN – V_REF) < 0 на стабилитроне установится напряжение, равное его напряжению стабилизации V_СТ. Это напряжение должно соответствовать единичному логическому уровню цифровых интегральных схем, подключенных к выходу компаратора. Таким образом, выход ОУ принимает два состояния, причём в обоих усилитель работает в линейном режиме.