电压比较器和运算放大器

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发布时间 2009-03-11

  电压比较器

  电压比较器可以看作是放大倍数接近“无穷大”的运算放大器。
  电压比较器的功能:比较两个电压的大小(用输出电压的高或低电平,表示两个输入电压的大小关系):
  当”+”输入端电压高于”-”输入端时,电压比较器输出为高电平;
  当”+”输入端电压低于”-”输入端时,电压比较器输出为低电平;
  电压比较器的作用:它可用作模拟电路和数字电路的接口,还可以用作波形产生和变换电路等。利用简单电压比较器可将正弦波变为同频率的方波或矩形波。

  简单的电压比较器结构简单,灵敏度高,但是抗干扰能力差,因此我们就要对它进行改进。改进后的电压比较器有:滞回比较器和窗口比较器。
  运放,是通过反馈回路和输入回路的确定“运算参数”,比如放大倍数,反馈量可以是输出的电流或电压的部分或全部。而比较器则不需要反馈,直接比较两个输入端的量,如果同相输入大于反相,则输出高电平,否则输出低电平。电压比较器输入是线性量,而输出是开关(高低电平)量。一般应用中,有时也可以用线性运算放大器,在不加负反馈的情况下,构成电压比较器来使用。

  可用作电压比较器的芯片:所有的运算放大器。常见的有LM324 LM358 uA741 TL081\2\3\4 OP07 OP27,这些都可以做成电压比较器(不加负反馈)。LM339、LM393是专业的电压比较器,切换速度快,延迟时间小,可用在专门的电压比较场合,其实它们也是一种运算放大器。

  运算放大器

  运算放大器(常简称为“运放”)是具有很高放大倍数的电路单元。在实际电路中,通常结合反馈网络共同组成某种功能模块。由于早期应用于模拟计算机中,用以实现数学运算,故得名“运算放大器”,此名称一直延续至今。运放是一个从功能的角度命名的电路单元,可以由分立的器件实现,也可以实现在半导体芯片当中。随着半导体技术的发展,如今绝大部分的运放是以单片的形式存在。现今运放的种类繁多,广泛应用于几乎所有的行业当中。

  电压比较器和运算放大器的区别

  比较器在最常用的简单积体电路中排名第二,仅次于排名第一的运算放大器。在各类出版物中可以经常看到运算放大器的理论,关于运算放大器的设计和使用方法的图书也非常多,可是我们却很难找到关于比较器的理论研究,究其原因,比较器本身功能十分简单,只用于比较电压,然后根据比较结果,把输出电压设定在数位低态或高态。

  很多人认为比较器类似于没有回馈引脚的运算放大器,真实情况并不是这样,当使用比较器防止负面的意外事件时,我们应该了解更多的技术背景知识。

  电压比较器可以用运算放大器代替吗?

  在开环或高增益配置中用运算放大器代替比较器是十分常见的,虽然最好是使用专门优化的比较器,但是用运算放大器代替比较器也是可以的。运算放大器是一种为在负反馈条件下工作设计的电子器件,设计重点是保证这种配置的稳定性,压摆率和最大带宽等其他参数是放大器在功耗与架构之间的折衷选择;相反,比较器是为无负反馈的开环结构内工作设计的,这些器件通常不是通过内部补偿的,因此速度即传播延迟以及压摆率(上升
和下降时间)在比较器上得到了最大化,总体增益通常也比较小。

  用运算放大器代替比较器不会使性能得到优化,而且功耗速度比将会很低。如果反过来,用比较器代替运算放大器,情况则会更坏。通常情况下比较器不能代替运算放大器,在负反馈条件下,比较器很可能会出现工作不稳定的情况。

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