電壓比較器被定義為一個電路，其功能是對輸入信號執(zhí)行判定和比較操作，通常作為非正弦波生成電路的核心組件。此類電路有多種形式，包括但不限于單級比較器、滯后式比較器、窗口型比較器以及三狀態(tài)比較器等。電壓比較器的應用范圍廣泛，既可用于模擬與數(shù)字電路之間的轉(zhuǎn)換，也可用于波形的生成與轉(zhuǎn)換，例如將正弦波轉(zhuǎn)化為頻率相同的方波或矩形波。

電壓比較器的基本構造包括一個運算放大器，其放大倍數(shù)理論上可以達到極限狀態(tài)，即“無限大”。其主要作用是對比兩個電壓值，并通過輸出高低電平來表示這兩個電壓的大小關系。例如，當正輸入端電壓超過負輸入端電壓時，輸出為高電平；反之則為低電平。比較器可以在線性或非線性工作區(qū)域運作，特點包括狀態(tài)的快速跳變和高靈敏度。通常，為了加速狀態(tài)轉(zhuǎn)換并提高響應速度，比較器會在電路中添加正反饋。

從技術角度講，電壓比較器主要用于電子設備中，功能包括對模擬電壓信號和固定參考電壓的比較。當輸入電壓與參考電壓接近時，輸出電壓將發(fā)生劇變，表現(xiàn)為輸出高或低電平。此外，它還能用于模擬和數(shù)字信號的轉(zhuǎn)換等多種應用。

電壓比較器的工作特性通常由閾值電壓和傳輸特性描述。閾值電壓是指引發(fā)輸出電壓劇變的輸入電壓水平，而傳輸特性則描述了輸出電壓與輸入電壓之間的關系。繪制傳輸特性圖通常需要先確定閾值，然后分析在輸入電壓變化的整個過程中輸出電壓的變化規(guī)律。

在實際應用中，電壓比較器因其簡單的結構和高靈敏度而廣受歡迎，但其抗干擾能力較弱，因此經(jīng)常需要通過設計改進來增強其性能。改進的設計包括滯后比較器和窗口比較器，這些都是通過調(diào)整輸入回路和反饋回路的參數(shù)來實現(xiàn)的。而在某些情況下，即使沒有加入負反饋，常規(guī)的運算放大器也可以作為電壓比較器使用。

電壓比較器在諸如電動自行車控制器等設備中也十分常見，例如用于顯示儀表板上的電量或生成控制電路中的PWM鋸齒波。此外，它們也被用于過電流和欠電壓保護電路中，展現(xiàn)了其多功能性和應用的廣泛性。

最后，電壓比較器和運算放大器的主要區(qū)別在于輸入的處理和輸出增益的大小，電壓比較器的開環(huán)增益非常高，而運放的輸出則表現(xiàn)為更加線性的變化。為了確保穩(wěn)定可靠的工作，運放通常使用負反饋，而電壓比較器則不需要。這使得電壓比較器在自動控制、測量技術以及各種電路設計中發(fā)揮著重要作用。