电压比较器选型参数
比较器的特点：
比较器的两路输入为模拟信号，输出则为二进制信号，当输入电压的差值增大或减小时，其输出保持恒定。从这一角度来看，也可以将比较器当作一个1位模/数转换器(ADC)。
比较器与运算放大器
运算放大器在不加负反馈时，从原理上讲可以用作比较器，但由于运算放大器的开环增益非常高，它只能处理输入差分电压非常小的信号。而且，在这种情况下，运算放大器的响应时间比比较器慢许多，而且也缺少一些特殊功能，如：滞回、内部基准等。
比较器通常不能用作运算放大器，比较器经过调节可以提供极小的时间延迟，但其频响特性受到一定限制，运算放大器正是利用了频响修正这一优势而成为灵活多用的器件。另外，许多比较器还带有内部滞回电路，这避免了输出振荡，但同时也使其不能当作运算放大器使用。
比较器的性能指标
比较器两个输入端之间的电压在过零时输出状态将发生改变，由于输入端常常叠加有很小的波动电压，这些波动所产生的差模电压会导致比较器输出发生连续变化。为避免输出振荡，新型比较器通常具有几mV的滞回电压。滞回电压的存在使比较器的切换点变为两个：一个用于检测上升电压，一个用于检测下降电压(图1)。高电压门限(VTRIP+)与低电压门限(VTRIP-)之差等于滞回电压(VHYST)，滞回比较器的失调电压(VOS)是VTRIP+和VTRIP-的平均值。
图1. 开关门限、滞回和失调电压
不带滞回的比较器的输入电压切换点是输入失调电压，而不是理想比较器的零电压。失调电压(即切换电压)一般随温度、电源电压的变化而变化。通常用电源抑制比(PSRR)衡量这一影响，它表示标称电压的变化对失调电压的影响。
理想的比较器的输入阻抗为无穷大，因此，理论上对输入信号不产生影响，而实际比较器的输入阻抗不可能做到无穷大，输入端有电流经过信号源内阻并流入比较器内部，从而产生额外的压差。偏置电流(IBIAS)定义为两个比较器输入电流的中值，用于衡量输入阻抗的影响。
随着低电压应用的普及，为进一步优化比较器的工作电压范围，利用npn管与pnp管相并联的结构作为比较器的输入级，从而使比较器的输入电压得以扩展，可以比电源电压高出250mV，因而达到了所谓的超电源摆幅标准。这种比较器的输入端允许有较大的共模电压
比较器输出
由于比较器仅有两个不同的输出状态，零电平或电源电压，具有满电源摆幅特性的比较器输出级为射极跟随器，这使得其输出信号与电源摆幅之间仅有极小的压差。该压差取决于比较器内部晶体管饱和状态下的集电极与发射极之间的电压。CMOS满摆幅比较器的输出电压取决于饱和状态下的MOSFET，与双极型晶体管结构相比，在轻载情况下电压更接近于电源电压。
输出延迟时间是选择比较器的关键参数，延迟时间包括信号通过元器件产生的传输延时和信号的上升时间与下降时间，对于高速比较器，如MAX961、MAX9010-MAX9013，其延迟时间的典型值分别达到4.5ns和5ns，上升时间为2.3ns和3ns (注意：传输延时的测量包含了上升时间)。设计时需注意不同因素对延迟时间的影响(图2)，其中包括温度、容性负载、输入过驱动等因素。对于反相输入，传输延时用tPD-表示；对于同相输入，传输延时用tPD+表示。TPD+与tPD-之差称为偏差。电源电压对传输延时也有较大影响。
图2. 外部因素对传输延时的影响
有些应用需要权衡比较器的速度与功耗，针对这一问题提供了多种芯片类型供选择，其中包括从耗电800nA、延迟时间为30µs的MAX919到耗电6µA、延迟时间为540ns的MAX9075；耗电600µA、延迟时间为20ns的MAX998到耗电11mA、延迟时间为4.5ns的MAX961；从耗电350µA、传输延时25ns的MAX9107到耗电900µA、传输延时5ns的MAX9010最近推出的MAX9010 (SC70封装)，其延迟时间低至5ns电源电流只有900µA，为产品设计提供了更多的选择。
LM339用了两路了，还剩下两路，所以想着能否利用上，减小程序的复杂程序。
单限比较器
图1(a)给出了一个基本单限比较器，输入信号Uin，即待比较电压，它加到同相输入端，在反向输入端接到一个参考电压(门限电平)Ur。当输入电压Uin＞Ur时，输出为高点平UOH。图1(b)为其传输特性。
图1 单限比较器
图2为某仪器中过热检测保护电路。它用单电源供电，1/4LM339的反相输入端加一个固定的参考电压，它的值取决于R1于R2。
Ur＝R2/(R1＋R2)×UCC
同相端的电压就等于热敏元件Rt的电压降。当机内温度为设定值以下时，"﹢"端电压大于"﹣"端电压，Uo为高电位。当温度上升为设定值以上时，"﹣"端电压大于"﹢"端，比较器反转，Uo输出为零电位，使保护电路动作。调节R1的值可以改变门限电压，既设定温度值的大小。
图2 某仪器过热检测保护电路
迟滞比较器
迟滞比较器又可理解为加正反馈的单限比较器。前面介绍的单限比较器，如果输入信号Uin在门限值附近有微小的干扰，则输出电压就会产生相应的抖动(起伏)。在电路中引入正反馈可以克服这一缺点。
图3(a)给出了一个迟滞比较器，人们所熟悉的“史密特”电路即是有迟滞的比较器。图3(b)为迟滞比较器的传输特性。
图3 迟滞比较器
不难看出，当输出状态一旦转换后，只要在跳变电压值附近的干扰不超过ΔU之值，输出电压的值就将是稳定的。但随之而来的是分辨率降低。因为对迟滞比较器来说，它不能分辨差别小于ΔU的两个输入电压值。
迟滞比较器加有正反馈可以加快比较器的响应速度，这是它的一个优点。除此之外，由于迟滞比较器加的正反馈很强，远比电路中的寄生耦合强得多，故迟滞比较器还可免除由于电路寄生耦合而产生的自激振荡。
如果需要将一个跳变电固定在某一个参考电压值上，可在正反馈电路中接入一个非线性元件，如晶体二极管，利用二极管的单向导电性，便可实现上述要求。图4为其原理图。
图4
图5为某电磁炉电路中电网过电压检测电路部分。电网电压正常时，1/4LM339的U4<2.8V，U5=2.8V，输出开路，过电压保护电路不工作，作为正反馈的射极跟随器BG1是导通的。
当电网电压大于242V时，U4>2.8V，比较器翻转，输出为0V，BG1截止，U5的电压就完全决定于R1与R2的分压值，为2.7V，促使U4更大于U5，这就使翻转后的状态极为稳定，避免了过压点附近由于电网电压很小的波动而引起的不稳定的现象。
由于制造了一定的回差(迟滞)，在过电压保护后，电网电压要降到242-5=237V时，U4 图5 某电磁炉电网过电压检测电路 双限比较器 即窗口比较器。 图6(a)电路由两个LM339组成一个窗口比较器。当被比较的信号电压Uin位于门限电压之间时(UR1 图6 双限比较器
