差动比较器是一种常用的电路元件,主要用于比较两个输入信号的大小差异,从而输出一个高电平或低电平信号。差动比较器可以将输入信号与参考电压进行比较,输出高电平或低电平,其精度高、响应速度快等特点使它广泛应用于模拟电路中。
差动比较器由一个差动放大器、一个阈值电压源和一个输出部分组成。差动放大器通常由两个晶体管或运放构成,接收并放大两个输入信号,并根据差分信号的符号输出高电平或低电平信号;阈值电压源则提供一个固定的参考电压,它决定了差动比较器的比较阈值;输出部分则根据差动放大器的输出信号来切换输出电平。
同时,差动比较器还可以通过在基本结构的基础上添加滤波、保护等电路来满足不同的应用要求。
差动比较器的工作原理基于输入信号的差分,差分越大则输出电平越高。当两个输入信号相同时,差动放大器的输出信号为0,在阈值以上则输出高电平,在阈值以下则输出低电平。当两个输入信号不同时,信号差分将放大并产生一个差分电压,如果差分电压大于阈值,那么输出高电平;如果差分电压小于阈值,那么输出低电平。整个过程如图所示:
差动比较器广泛应用于模拟电路、数字电路和通信系统中。其中,模拟电路中常用于测量仪器、自动控制系统、过压保护电路等;数字电路中则常用于模拟信号和数字信号的转换、电路切换、闸门控制等;通信系统中则常用于信号的放大、滤波和解调等。