Работа компаратора

Компаратор – это устройство сравнения двух напряжений. Такие возможности приобретают ОУ в нелинейном режиме работы. Для анализа процесса сравнения обратимся еще раз к передаточной характеристике ОУ (рис. 15.3а). Мы знаем, что ОУ работает в линейном режиме, если разность . Когда разность  выходное напряжение ограничено  значением  ±UВЫХ m.  Это означает,  что транзисторы выходных каскадов ОУ  работают в ключевом режиме.   Значение  UВЫХ m  лишь немного меньше ЭДС питания En, поэтому на передаточной характеристике выделяют область положительного  и отрицательного  насыщения.
    Для реальных ОУ значение UГР не более нескольких мВ. При достаточно больших входных сигналах им можно пренебречь, полагая . Тогда при  выходное напряжение . Наоборот, при  выходное напряжение . Другими словами можно сказать, что выходное напряжение ОУ в нелинейном режиме зависит от того, какое из входных напряжений больше. Значит ОУ в нелинейном режиме является схемой сравнения (компаратором).
  На рис. 15.3б приведены эпюры входных напряжений компаратора ( - синусоида,  - постоянное) и выходного напряжения. Компаратор переключается в момент равенства . Выходное напряжение имеет прямоугольную форму. Длительность прямоугольных импульсов зависит от соотношения амплитудного
значения синусоиды Um и . Значит, компаратор можно применять для преобразования синусоидального напряжения в прямоугольное или для преобразования U2 в длительность.