本文以 TLV3501 过零比较器电路设计为例，介绍过零比较器电路设计的方法与思路。
一、过零比较器电路
过零电压比较器是电压比较电路的基本结构，它可将交流信号转化为同频率的双极性矩形波，常用于测量正弦波的频率、相位等。过零比较器电路如图 1 所示。
图 1 过零比较器电路
二、电路设计方法与步骤
下面自行设计过零电压比较器电路：反相输入端接地，同相输入端接 1 kHz、1 V 正弦波信号，测量并绘制输出波形和电压传输特性曲线。设计电路如图 2 所示。
图 2 待设计的过零比较器电路
（1）OrCAD 仿真
扫描设置与结果如图 3、图 4 所示，为了测量上升时间，对图像进行局部放大（见图 5），测得上升时间为 0.66 μs。
图 3 OrCAD 扫描设置
图 4 仿真输出波形
图 5 波形局部放大
（2）搭建电路
信号源设置如图 6 所示，观察输出波形如图 7 所示，用 Measure 测量该信号的上升时间为 2.4 μs。
图 6 信号源设置
图 7 实测输出波形
实测上升时间（2.4 μs）大于仿真值（0.66 μs），这是因为仿真采用理想器件模型，而实际电路中比较器的压摆率、负载电容以及示波器探头的输入电容都会使输出边沿变缓。
三、比较器的相关知识
1. 比较器（也称电压比较器）与运算放大器的区别
比较器看起来像是处于开环结构中的运算放大器，但比较器和运算放大器在电气性能参数方面有许多不同之处：运算放大器在不加负反馈时，从原理上讲可以用作比较器，但比较器的响应速度比运算放大器快、传输延迟时间比运算放大器小，而且不需外加限幅电路就可直接驱动 TTL、CMOS 等数字集成电路；但在要求不高的情况下，也可以考虑将某些运算放大器（例如 LM324、LM358、μA741、TL081、OP07、OP27 等）当作比较器使用。
2. 比较器的基本电路类型
比较器的基本电路类型有：过零电压比较器、单门限比较器、正基准电压的单电源比较器、电流加法比较器、滞回电压比较器等。