傳統(tǒng)的數字比較器IC是機械杠桿刻度的電子模擬物。與機械對應物一樣，它們比較兩個邏輯信號并產生指示輸入關系的輸出(通常是電壓電平)，即 A > B、A < B，在某些情況下，A = B。

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　　盡管這些簡單的比較器很有用，但它們也存在一些問題，包括：

　　為了獲得比較的視覺指示，比較器的輸出必須連接到驅動LED的晶體管。

　　如果比較器用于監(jiān)視兩個電源電壓的存在，則當兩個輸入電壓源都關閉時，會出現錯誤情況。在這種情況下，數字比較器將指示誤導性的“正常”狀態(tài)，即A = B，即使兩個電源都不起作用。

　　本DI中介紹的比較器解決了這些問題，并增加了一些其他有用的功能。它基于分立元件，使您能夠用最少的電子元件實現最大的結果。此外，該解決方案還提供先前可用的比較狀態(tài)(A > B;A < B 和 A = B)，它還指示當 A = B = 0 和 A = B = 1 時輸入的狀態(tài)。

　　在詳細介紹之前，讓我們回顧一下模擬比較器和數字比較器之間的一些差異。

　　模擬比較器 通常具有可配置的開關閾值。如果輸入信號超過此閾值，比較器輸出信號將輸出電平從邏輯電平切換為邏輯零，反之亦然。

　　數字比較器 允許您比較輸入 A 和 B 的邏輯信號電平比率。這些設備可以指示：A = B;A > B;一< 乙。

　　圖2-4顯示了簡單的通用比較器的原理圖，這些比較器使用多個LED(LED1至LED3)來指示輸入A和B電平之間的關系，如下所示：

　　等效的國家方案可以在 圖1.

　　圖1 基本改進的比較器等效方案。

　　電路1：使用BJT實現的比較器

　　中所示的比較器 圖2 由雙極晶體管 VT1、VT2 和前面提到的三個狀態(tài)指示燈 LED 組成。

　　圖2 帶雙極晶體管的比較器。

　　電路功能如下：

　　如果輸入A和B沒有邏輯電平信號，則晶體管閉合(關斷)，導致流過LED3的電流流過電阻R1、R3和R2、R4。此 LED 指示狀態(tài) A = B = 0。

　　如果將單元級邏輯“1”信號施加到輸入 A，而將邏輯零施加到輸入 B，則 VT1 晶體管打開(打開)，使 LED1 亮起，表示 A > B。

　　如果將單元級邏輯“1”信號施加到輸入 B，并將邏輯零施加到輸入 A，則 VT2 晶體管打開，LED2 亮起，指示條件 A < B。

　　如果將單元級邏輯“1”信號同時施加到輸入 A 和 B，則晶體管 VT1 和 VT2 都將斷開，因此兩個 LED 都不會亮起，指示條件 A = B = 1。

　　圖2所示比較器的開關閾值約為3 V。該電路有一個有趣的特性，因為LED的開關不是瞬時的，而是其亮度的逐漸變化。這一特性使得這種類型的比較器便于用于監(jiān)測立體聲音頻信號的電平。它還可以連接到立體聲放大器的輸出，并用于驅動多色LED，為音樂作品增添視覺效果。

　　電路2：使用FET實現的改進比較器

　　場效應晶體管的數字比較器如 圖3 還具有 3 V 的開關閾值，可用于邏輯電平為 3 至 15 V 甚至更高的 TTL 或 CMOS 數字器件。

　　如有必要，圖2和圖3中的比較器開關閾值可以通過改變輸入電阻分壓器(即R5和R6、R7和R8)的值來調整。

　　圖3 帶雙極晶體管的比較器。

　　電路3：具有可調閾值的改進型比較器

　　數字比較器如 圖4 基于 A1 LM393 比較器芯片，具有可調閾值，可使用電位計 R3 在 0 至 20 V 之間平滑變化。

　　圖4 基于 A1 LM393 比較器芯片的數字比較。

　　結論和應用

　　圖2-4所示的數字比較器可以完全解決監(jiān)視兩個電源電壓的問題，因為它們提供了缺少哪個電壓的正指示。所有這些比較器的電源電壓并不重要，幾乎總是可以使用應用的現有電源;前提是它是5V或更高。

　　這些改進的比較器電路消除了傳統(tǒng)設計中的“盲點”，傳統(tǒng)設計無法區(qū)分兩個輸入是否為“1”或“0”。本DI中描述的所有三種設計還具有內置LED驅動功能。

　　這種類型的電路還可以適用于監(jiān)控電源以外的其他一些有趣的應用，包括：

　　一種雙通道邏輯測試儀，可讓您直觀地監(jiān)控被監(jiān)控或維修的數字設備兩個點的邏輯電平的存在和電平。

　　使用光電對作為LED時用于電隔離數據傳輸的電路，包括具有開放光通道的LED對。

　　一種安全聯(lián)鎖裝置，在兩個(或更多)傳感器指示正確配置之前，不允許激活機制。

　　可變閾值比較器(電路3)可以修改為溫度、電壓或其他變量的簡單模擬報警。