窗口比較器,窗口比較器原理是什么?

窗口比較器,窗口比較器原理是什么?

“窗口比較器”又叫“雙限比較器”，是指在輸入信號的上升沿和下降沿翻轉(zhuǎn)電壓不同的比較器，兩個電壓之間的值為窗口寬度。

窗口比較器常用兩個比較器組成（雙比較器），它有兩個閾值電壓VTHH（高閾值電壓）及VTHL（低閾值電壓），與VTHH及VTHL比較的電壓VA輸入兩個比較器。若VTHL≤VA≤VTHH，Vout輸出高電平；若VA＜VTHL，VA＞VTHH，則Vout輸出低電平，如圖10所示。圖10是一個冰箱報警器電路。冰箱正常工作溫度設(shè)為0～5℃，（0℃到5℃是一個“窗口”），在此溫度范圍時比較器輸出高電平（表示溫度正常）；若冰箱溫度低于0V或高于5℃，則比較器輸出低電平，此低電平信號電壓輸入微控制器（μC）作報警信號。

　　溫度傳感器采用NTC熱敏電阻RT，已知RT在0℃時阻值為333.1kΩ；5℃時阻值為258.3kΩ，則按1.5V工作電壓及流過R1、RT的電流約1.5　　uA，可求出R1的值。R1的值確定后，可計算出0℃時的VA值為0.5V（按圖10中R1=665kΩ時），5℃時的VA值為0.42V，則VTHL=0.42V，VTHH=0.5V。若設(shè)R2=665kΩ，則按圖11，可求出流過R2、R3、R4電阻的電流I=（1.5V-0.5V）/665kΩ=0.0015mA，按R4×I/=0.42V，可求出R4=280kΩ再按0.5V=（R3+R4）0.0015mA，　　則可求出R3=53.3kΩ。

　　本例中兩個比較器采用低工作電壓、低功耗、互補(bǔ)輸出雙比較器LT1017，無需外接上拉電阻。

如果要判別輸入信號電壓ui是否進(jìn)入某一定 范圍，則可以用圖1（a）所示的窗口比較器來進(jìn)行判別。該窗口比較器是由一個反向輸入差動任意電平比較器和另一個同相輸入差動任意電平比較器適當(dāng)?shù)亟M合而成。

假定UREF1> UREF2，則當(dāng)ui < U REF1時，A1輸出為+UOM，A2輸出為?UOM，D1導(dǎo)通，D2截止，輸出電壓uo = +UOM；當(dāng)U REF2 > ui > U REF1時，A1 和A2的輸出都是?UOM，D1、D2都截止，輸出電壓uo = 0；當(dāng)ui > U REF2時，A1輸出為?UOM，A2輸出為+UOM，D1截止，D2導(dǎo)通，輸出電壓uo = +UOM;其電壓傳輸特性如圖1（b）所示。

由圖中傳輸特性可知，當(dāng)輸入電壓ui處于UREF1和UREF2之間時，輸出為0，而當(dāng)輸入電壓的值處于UREF1和UREF2之外時，輸出為+UOM。注意：在圖1（b）電壓傳輸特性電路中，運(yùn)算放大器的輸出端不能直接相連，因?yàn)閳D1 (D1、D2用IN4148，R=1k)當(dāng)兩個運(yùn)放輸出電壓的極性相反時，將互為對方提供低阻抗通路而導(dǎo)致運(yùn)算放大器燒毀。