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最简单的基于运放的比较器
为了更好阐述原理和方便理解，这里使用运放做比较器来进行说明。
运放组成的比较器
如上图所示，是一个用运放实现的比较器。实际运放具有极高的开环增益，当输入 电压大于基准电压时，两者的差值（正值）乘以极大的开环增益，一般都会超过正电源电 压，而使运放实际输出为正电源电压（假设运放为轨至轨运放）当输入电压小于基准电压 时，两者的差值（负值）乘以极大的开环增益，一般都会低于负电源电压，而使运放的实 际输出为负电源电压。
用运放实现的比较器输出特性
其输出特性如上图所示，仅在输入电压非常接近于基准 电压时，运放的输出是一个不确定的值（下图中红色虚线内）这个区域称为比 较器的不灵敏区。
很显然，理想运放组成的比较器，不灵敏区为0。按照目前这个思路，比较器的不灵敏区越小越好，或者说比较器越灵敏越好。但是，实际应用中却恰恰相反。
问题来源
如下图所示，我们希望知道红色信号中，有多少个较大的波动，图中可见有两个， 用一个比较器以绿色电压作为基准，可以在输出端得到两个明显的数字电平脉动。
但是， 红色的输入信号中不可避免的包含噪声波动，如果将其接入一个电压增益为无穷大的无比灵敏的比较器，其输出的数字量脉冲就不再是2个，而是非常多。
图中右侧，是对浅蓝色 区域实施时间轴放大后的波形，可见红色波形中的噪声，围绕着基准电压来回翻转，由于比较器器非常灵敏，这些翻转都被输出呈现出来——6个小脉冲，加上一个宽脉冲。
过于敏感的比较器产生的后果
实际应用中其实不需要这些灵敏的输出反转，怎么办呢？有很多其它方法可以解决这个问题，比如在后期的软件处理中，剔除掉过于频繁的反转。
而在硬件设计上有一种新的比较器结构——迟滞比较器，也可以解决这类过于敏感带来的问题。
迟滞比较器工作原理
理想的比较器只有一个固定的基准电压，称为单门限比较器。而迟滞比较器如下图所示，他具有随输出状态变化的两个比较基准，这就是它最为奇妙的地方。
迟滞比较器
迟滞比较器的工作原理上图所示，我们从输入输出特性来分析：
迟滞比较器的工作原理
不管当前比较器的输出是什么状态，当输入电压足够负时，运放的负输入端（接输入）总是小于正输入端电压，因此输出一定是正电源电压+Vcc ,输入输出工作点如图A点，此时 运放的正输入端作为比较基准，为kVcc ：k= R1/(R1+R2)。
随着输入电压逐渐增大，工作点沿着红色线一直向右移动，比较器一直维持着+Vcc输出，直到B点，输入电压大于kVcc ,此时运放的正输入端电压小于负输入端电压，输出变 为-VEE ,即图中B点处的红色跌落。
此时，奇妙的是，比较器基准立即改变：由原先的kVcc变为-kVEE，即便此时输入电压发生轻微的逆向翻转，比较器也不翻转。因此， 从B点到C点，红色线一直向右，然后以绿色线回转，到达kVcc处，比较器并不翻转，而要沿着绿色线一直到D点，即UI小于-kVEE ,k比较器才重新回到高电平。
这个比较器的输出状态，并不仅仅与输入I状态相关，还与当前的输出状态有关，使得 输入输出伏安特性曲线，呈现出一种类似于磁滞回线的形态，因此称之为迟滞比较器。
为了维持稳定，生活中与此类似的事情很多。空调机的控制来源于室内温度与设定温 度的比较，热了，就打开制冷机，冷了，就关闭。但是它一定有至少两个设定基准温度， 否则制冷机就会顷繁关闭、启动，因此它内部也是一个迟滞比较器。
迟滞比较器，看起来比较迟钝，但带来的好处是，只有明确的、强有力的输入，才能 引起输出改变，而一旦改变，想要回去，得特别厉害的反向动作，才能实现。因此，前面提到的那些小扰动,就不再会引起输出的频繁变化，如下图所示。
迟滞比较器抗毛刺波形
但是，这种对小扰动的不敏感是有限度的。如上图，当一个毛刺的幅度超过两个基准 电压(也称为阈值电压)的差值时，即图中两根绿线之间的电压，仍会引起不期望的输出 翻转。
多种形态的迟滞比较器
上面的只是迟滞比较器的一种。第一，它的输出特性曲线是顺时针旋转的； 第二，它的两个阈值电压是基于0V对称的。
当把图中用下端不接地，而接一个基准电压UREF时，就变成了更为通用的迟滞比较器， 如图下所示，可以看出这是T顺时针 迟滞比较器。
分析其关键值：
假设运放输出高电平为UOH (对理想运放来说，此值为Vcc ),输出低电平为UOL那么 对输入信号，电路有两个比较翻转点，较大的一个称为私+,较小的称为以…
设正反馈系数为k , k值越接近于1,说明反馈越强烈，迟滞窗口越宽：k= R1/(R1+R2)。
当输出为高电平时,翻转点为：UR+ = U0Hk + UREF(1 – k)。
当输出为低电平时，翻转点为：UR- = UOLk + UREF(1 – k)。
如果如UOH = -UOL ,即输出对称，可以得到更为直观的表达，
UR+ = (1 – k)UREF + 0.5UWD , UR- = (1 – k)UREF – 0.5UWD。
其中，UWD代表两个比较阈值之间的电压宽度，或者叫窗口电压,
UWD = Uref+ – Uref- = (Vcc + Vee)R1/(R1+R2)。
下图是逆时针迟滞比较器。
合理的选择电路结构，选择电阻值，可以做出符合设计要求的迟滞比较器：可改变顺 逆结构，可以改变中心阈值，可以改变阈值窗口电压。
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