过零比较器是将集成运放的一个输入端接地,另一输入端接输入电压进行电压比较的电路,在输入电压过零点附近输出电压发生跃变。

用比较器构造的过零比较器存在一定的测量误差。当两个输入端的电压差与开环放大倍数之积小于输出阈值时探测器都会给出零值。例如，开环放大倍数为106，输出阈值为6v时若两输入级电压差小于6微伏探测器输出零。这也可以被认为是测量的不确定度。

过零比较器就是翻转阈值为零的比较器。无工作区域之说，比较器实质就是开环状态工作的误差放大器，以阈值为界，小于阈值则输出一个逻辑，大于则输出与刚才相反的逻辑，达到区分比较结果的目的。至于是不是单值要看是否有迟滞量存在。

电路图

当输入信号Vi为一正弦波时，Vi每过零一次，比较器的输出Vo将产生一次电压跳变，输入Vi，输出Vo，经RC微分电路后的输出Vo’如下图所示：

输入Vi，输出Vo，经RC微分电路后的输出Vo’波形图。

由于集成运放的净输入电压和净输入电流均近似为零，从而保护了输入级；

由于集成运放并没有工作到非线性区，因而在输入电压过零时，其内部的电晶体不需要从截止区逐渐进入饱和区，或从饱和区逐渐进入截止区，所以提高了输出电压的变化速度。

电压比较器是将一个模拟输入信号ui与一个固定的参考电压UR进行比较和鉴别的电路。
参考电压为零的比较器称为零电平比较器。按输入方式的不同可分为反相输入和同相输入两种零电位比较器，如图三所示。 左边反相输入；右边同相输入。

通常用阈值电压和传输特性来描述比较器的工作特性。
阈值电压(又称门槛电平)是使比较器输出电压发生跳变时的输入电压值，简称为阈值，用符号UTH表示。
估算阈值主要应抓住输入信号使输出电压发生跳变时的临界条件。这个临界条件是集成运放两个输入端的电位相等(两个输入端的电流也视为零)，即U+=U–。对于图三左电路，U–=Ui, U+=0, UTH=0。
传输特性是比较器的输出电压uo与输入电压ui在平面直角坐标上的关係。
画传输特性的一般步骤是：先求阈值，再根据电压比较器的具体电路，分析在输入电压由最低变到最高(正向过程)和输入电压由最高到最低(负向过程)两种情况下，输出电压的变化规律，然后画出传输特性。

图三

本文以TMS320F240为核心，设计了有源滤波器的数字控制系统，前端扩展了信号调理电路和高速AD採样电路，后端扩展了高速DA。利用过零比较器和DSP的捕捉连线埠实现了和电网电压的同步。此外扩展了通信连线埠，串列EEPOM等。基于所设计的硬体，设计了有源滤波器控制系统所要求的所有软体，包括谐波检测、数字滤波、电流环的校正、电压环的校正、PWM、错误处理等。

以ALTERA公司的FPGA为核心，设计了一种水声测量用高精度的相位计。相位差的测量基于过零鑒相法，即利用过零比较器将2路同频正弦信号整成脉冲信号，然后通过测量两路脉冲信号的周期和上升沿之间的时间差来测量相位差。本文特色在于2路脉冲信号上升沿之间的时间差测量利用了ALTERA公司FPGA中集成的锁相环模组 ALTPLL，该模组可以输出多路具有固定相位偏移的系统时钟信号，时间差测量时实际使用的时基信号为其中上升沿最接近待测信号上升沿和下降沿的2路系统时钟信号，从而降低了计数法测量时间间隔的±1误差。实验结果表明利用该方法可以将水声测量领域的相位差测量不确定度降低到0.1度。