本文介绍 TLV3501 怎么做比较器，以及比较器电路的设计思路。
电压比较器（简称比较器）是对输入信号进行鉴幅和比较的集成器件，它可将模拟信号转换成二值信号，即只有高电平和低电平两种状态的离散信号；可用作模拟电路和数字电路的接口，也可用作波形产生和变换电路等。
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。
常见的比较器电路有过零比较器、门限比较器、滞回比较器、窗口比较器和三态比较器等。
一、比较器的输出级结构
比较器的输出级主要有开路输出和推挽式输出两种输出电路结构。
图 1 集电极开路输出比较器电路结构
（1）集电极开路输出：集电极开路输出比较器的电路结构如图 1 所示，TI 公司的集电极开路输出比较器产品有 LM339、LM393、LMV331 等。集电极开路的比较器在使用时需要外接上拉电阻 RPU，上拉电阻与逻辑电源 VS+ 相连，逻辑电源的电压值决定了比较器的可输出电压值；采用集电极开路输出的比较器可与各种逻辑器件系列连接，并可实现线与逻辑。
（2）集电极/发射极开路输出：集电极/发射极开路输出比较器的电路结构如图 2 所示，TI 公司的集电极/发射极开路输出比较器产品有 LM311、LP311 等。集电极/发射极开路输出的比较器均需要外接上拉或下拉电阻 RPU，采用上拉电阻与逻辑电源 VS+ 相连或采用下拉电阻与逻辑电源 VS− 相连，逻辑电源的电压值决定了比较器的可输出电压值；采用这种输出的比较器可与各种逻辑器件系列连接，并可实现线与逻辑。
（3）漏极开路输出：漏极开路输出比较器的电路结构如图 3 所示，TI 公司的漏极开路输出比较器产品有 TLC393、TLV3401、TLV2302、TLV3011 等。漏极开路输出的比较器均需要外接上拉电阻 RPU，采用上拉电阻与逻辑电源 VS+ 相连，逻辑电源的电压值决定了比较器的可输出电压值；采用这种输出的比较器可与各种逻辑器件系列连接，并可实现线与逻辑。
图 2 集电极/发射极开路输出电路结构
（4）推挽式输出：推挽输出的比较器电路结构如图 4 所示。推挽输出不需要外接上拉电阻器，其输出逻辑电平取决于比较器的电源电压。TI 公司的推挽式输出比较器产品有 TL714、TLV3501、TLV3401、TLV2702、TLV3012 等。
二、基本比较器电路
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，下面以窗口比较器做简单的示例。
窗口电压比较器
自行设计窗口电压比较器电路：输入为 1 kHz、5 V 三角波信号，设置参考电压 Vref1 为 1 V 直流电压、参考电压 Vref2 为 4 V 直流电压，测量并绘制输出波形和电压传输特性曲线。结果如图 3 所示。
图 3 窗口比较器仿真结果
（1）搭建电路
接线如图 4 所示，观察输出波形如图 5 所示，传输特性曲线如图 6 所示。
图 4 接线图
图 5 输出波形
图 6 电压传输特性曲线
三、总结
比较器的一大优点是不需要调零，因为输出电压取决于净输入电压 UP − UN；两个输入端的电阻也不要求对称，因为电压比较器工作在非线性区，输出的只有高电平或低电平两个电压，不像比例运算电路等为了提高运算精度而要求输入端的电阻对称。而且电压比较器可能还会引入正反馈。估计输出电平高低的方法是看输出电压是高电平还是低电平：如果是高电平，则 UP > UN；如果是低电平，则 UP < UN。当 UO > 0 时 UO = +Uom；当 UO < 0 时 UO = −Uom。