運算放大器和比較器的區(qū)別

發(fā)布時間:2024-02-15
一、運算放大器與比較器的主要區(qū)別是閉環(huán)特性
放大器大都工作在閉環(huán)狀態(tài),所以要求閉環(huán)后不能自激。而比較器大都工作在開環(huán)狀態(tài),更追求速度。對于頻率比較低的情況,放大器完全可以代替比較器(要注意輸出電平),反過來比較器大部分情況不能當作放大器使用。
因為比較器為了提高速度進行優(yōu)化,這種優(yōu)化卻減小了閉環(huán)穩(wěn)定的范圍。而運放專為閉環(huán)穩(wěn)定范圍進行優(yōu)化,故降低了速度。所以相同價位檔次的比較器和放大器最好是各司其責。如同放大器可以用作比較器一樣,也不能排除比較器也可以用作放大器。但是你為了讓它閉環(huán)穩(wěn)定所付出的代價可能超過加一個放大器!
換言之,看一個運放是當作比較器還是放大器就是看電路的負反饋深度。所以,淺閉環(huán)的比較器有可能工作在放大器狀態(tài)并不自激。但是一定要作大量的試驗,以保證在產(chǎn)品的所有工作狀態(tài)下都穩(wěn)定!這時候你就要成本/風險仔細核算一下了。
運算放大器和比較器如出一轍,簡單的講,比較器就是運放的開環(huán)應用,但比較器的設計是針對電壓門限比較而用的,要求的比較門限精確,比較器輸出一般是oc方式,便于電平轉(zhuǎn)換,比較后的輸出邊沿上升或下降時間要短,輸出符合ttl/cmos電平/或oc等,不要求中間環(huán)節(jié)的準確度,同時驅(qū)動能力也不一樣。一般情況:用運放做比較器,多數(shù)達不到滿幅輸出,或比較后的邊沿時間過長,因此設計中少用運放做比較器為佳。
二、運算放大器和比較器的區(qū)別
比較器和運放雖然在電路圖上符號相同,但這兩種器件確有非常大的區(qū)別,一般不可以互換,區(qū)別如下:
1、比較器的翻轉(zhuǎn)速度快,大約在ns數(shù)量級,而運放翻轉(zhuǎn)速度一般為us數(shù)量級(特殊的高速運放除外)。
2、運放可以接入負反饋電路,而比較器則不能使用負反饋,雖然比較器也有同相和反相兩個輸入端,但因為其內(nèi)部沒有相位補償電路,所以,如果接入負反饋,電路不能穩(wěn)定工作。內(nèi)部無相位補償電路,這也是比較器比運放速度快很多的主要原因。(比較器沒有頻補,slew rate比同級運放大,接成放大器易自激;比較器的開環(huán)增益比一般放大器高很多,因此比較器正負端小的差異就引起輸出端變化。頻響是一方面,另外運放當比較器時輸出不穩(wěn)定,不一定能滿足后級邏輯電路的要求。)
3、運放輸出級一般采用推挽電路,雙極性輸出。而多數(shù)比較器輸出級為集電極開路結(jié)構(gòu),所以需要上拉電阻,單極性輸出,容易和數(shù)字電路連接。比較器(lm339)輸出是集電極開路(oc)結(jié)構(gòu),需要上拉電阻才能有對外輸出電流的能力。而運放輸出級是推挽的結(jié)構(gòu),有對稱的拉電流和灌電流能力。另外比較器為了加快響應速度,中間級很少,也沒有內(nèi)部的頻率補償。運放則針對線性區(qū)工作的需要加入了補償電路。(比較器為集電極開路(oc)輸出,容易輸出ttl電平或cmos電平,而運放有飽和壓降,使用不便)
三、符號都是一個三角形標著正負號。比較器用在施密特觸發(fā)器里什么的,而運放主要是理想運放。先用瞬時極性法走一遍,看看是正反饋還是負反饋。正反饋的是比較器,負反饋的是理想運放。所謂比較器就是比較正負兩端哪一個電壓值大,從而使輸出電壓產(chǎn)生高低電平的轉(zhuǎn)換。理想運放則是可以利用虛短虛斷來做分析,主要功能當然就是放大。注意負反饋是可以利用虛短虛斷,而正反饋是只能用虛斷。
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