運(yùn)算放大器和比較器的區(qū)別

發(fā)布時(shí)間:2024-02-15
一、運(yùn)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(duì)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(dāng)作放大器使用。
因?yàn)楸容^器為了提高速度進(jìn)行優(yōu)化,這種優(yōu)化卻減小了閉環(huán)穩(wěn)定的范圍。而運(yùn)放專為閉環(huán)穩(wěn)定范圍進(jìn)行優(yōu)化,故降低了速度。所以相同價(jià)位檔次的比較器和放大器最好是各司其責(zé)。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(jià)可能超過加一個(gè)放大器!
換言之,看一個(gè)運(yùn)放是當(dāng)作比較器還是放大器就是看電路的負(fù)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(yàn),以保證在產(chǎn)品的所有工作狀態(tài)下都穩(wěn)定!這時(shí)候你就要成本/風(fēng)險(xiǎn)仔細(xì)核算一下了。
運(yùn)算放大器和比較器如出一轍,簡單的講,比較器就是運(yùn)放的開環(huán)應(yīng)用,但比較器的設(shè)計(jì)是針對(duì)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(shí)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(zhǔn)確度,同時(shí)驅(qū)動(dòng)能力也不一樣。一般情況:用運(yùn)放做比較器,多數(shù)達(dá)不到滿幅輸出,或比較后的邊沿時(shí)間過長,因此設(shè)計(jì)中少用運(yùn)放做比較器為佳。
二、運(yùn)算放大器和比較器的區(qū)別
比較器和運(yùn)放雖然在電路圖上符號(hào)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(jí),而運(yùn)放翻轉(zhuǎn)速度一般為us數(shù)量級(jí)(特殊的高速運(yùn)放除外)。
2、運(yùn)放可以接入負(fù)反饋電路,而比較器則不能使用負(fù)反饋,雖然比較器也有同相和反相兩個(gè)輸入端,但因?yàn)槠鋬?nèi)部沒有相位補(bǔ)償電路,所以,如果接入負(fù)反饋,電路不能穩(wěn)定工作。內(nèi)部無相位補(bǔ)償電路,這也是比較器比運(yùn)放速度快很多的主要原因。(比較器沒有頻補(bǔ),slew rate比同級(jí)運(yùn)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(fù)端小的差異就引起輸出端變化。頻響是一方面,另外運(yùn)放當(dāng)比較器時(shí)輸出不穩(wěn)定,不一定能滿足后級(jí)邏輯電路的要求。)
3、運(yùn)放輸出級(jí)一般采用推挽電路,雙極性輸出。而多數(shù)比較器輸出級(jí)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(duì)外輸出電流的能力。而運(yùn)放輸出級(jí)是推挽的結(jié)構(gòu),有對(duì)稱的拉電流和灌電流能力。另外比較器為了加快響應(yīng)速度,中間級(jí)很少,也沒有內(nèi)部的頻率補(bǔ)償。運(yùn)放則針對(duì)線性區(qū)工作的需要加入了補(bǔ)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(yùn)放有飽和壓降,使用不便)
三、符號(hào)都是一個(gè)三角形標(biāo)著正負(fù)號(hào)。比較器用在施密特觸發(fā)器里什么的,而運(yùn)放主要是理想運(yùn)放。先用瞬時(shí)極性法走一遍,看看是正反饋還是負(fù)反饋。正反饋的是比較器,負(fù)反饋的是理想運(yùn)放。所謂比較器就是比較正負(fù)兩端哪一個(gè)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(yùn)放則是可以利用虛短虛斷來做分析,主要功能當(dāng)然就是放大。注意負(fù)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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