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运算放大器和比较器终究有什么区别?

概述:运算放大器和比较器无论外观或图纸符号都差不多,那么它们究竟有什么区别,在实际应用中如何区分?今天我来图文全面分析一下,夯实大家的基础,让工程师更上一层楼。先看一下它们的内部区别图:从

  概述:运算扩大器比较器不管外观或图纸符号都差不多,那么它们终究有什么差异,在实践运用中怎么差异?今日我来图文全面剖析一下,夯实我们的根底,让工程师更上一层楼。

  先看一下它们的内部差异图:

  从内部图能够看出运算扩大器比较器的不同在于输出电路。运算扩大器选用双晶体管推挽输出,而比较器只用一只晶体管,集电极连到输出端,发射极接地。

  比较器需求外接一个从正电源端到输出端的上拉电阻,该上拉电阻相当于晶体管的集电极电阻。

  运算扩大器可用于线性扩大电路(负反应),也可用于非线性信号电压比较(开环或正反应)。

  电压比较器只能用于信号电压比较,不能用于线性扩大电路(比较器没有频率补偿) 。

  两者都能够用于做信号电压比较,但比较器被规划为高速开关,它有比运算扩大器更快的转化速率和更短的延时。

  运算扩大器

  做为线性扩大电路,我这儿就不多说了(今后有需求独自评论扩大器),这个在主板电路图很常见,一般用于稳压电路,运用负反应电路它与晶体管协作相当于一个三端稳压器,但运用起来更灵敏。如下图:

  在许多状况下,需求知道两个信号中哪个比较大,或一个信号何时超出预设的电压(用作电压比较)。用运算扩大器便可很简略建立一个简略电路完成该功用。当V+电压大于V-电压时,输出高电平。当V+电压小于V-电压时 ,输出低电平。如下图:

  剖析一下电路,2.5v经电阻分压得到1V输入到V-端,当总线电压正常发生1.2v时,输入到V+,此刻V+电压比V-电压高,输出一个高电平到CPU电源办理芯片的EN敞开脚。假如总线电压没输出或不正常少于1v,此刻V+电压比V-电压低,输出低电平。

  电压比较器

  当比较器的同相端电压(V+)低于反相端电压(V-)时,输出晶体管导通,输出接地低电平;当同相端电压高于反相端时,输出晶体管截止,通过上拉电阻的电源输出高电平。如下图:

  剖析一下该电路,上面的比较器U8A当有VCC输出时经过火压电阻分压后,输入到同相端(V+),其电压大于5VSB经分压后输入到反相端(V-)的电压,内部晶体管截止,输出经上拉电阻的电源12v(一起下面的比较器U8B同相端电压也大于反相端,内部晶体管也是截止),N沟道场管Q37导通,输出VCC5V。一起P沟道场管Q293截止。反之,当反相端电压大于同相端电压时,内部晶体管导通,上拉电源12V被拉低为低电平,N沟道场管Q37截止,一起P沟道场管Q293导通,输出5VSB。这个便是5VDUAL发生电路。

  在实践运用中比较器都需求上拉电源,而运算扩大器一般不需求。

  运放和电压比较器的本质差异

  (1)扩大器与比较器的首要差异是闭环特性!

  扩大器大都作业在闭环状况,所以要求闭环后不能自激.而比较器大都作业在开环状况更寻求速度.关于频率比较低的状况扩大器完全能够替代比较器(要主见输出电平),反过来比较器大部分状况不能当作扩大器运用.

  由于比较器为了进步速度进行优化,这种优化却减小了闭环安稳的规模.而运放专为闭环安稳规模进行优化,故降低了速度.所以相同价位层次的比较器和扩大器最好是各司其责.好像扩大器能够用作比较器相同,也不能扫除比较器也能够用作扩大器.可是你为了让它闭环安稳所支付的价值或许超越加一个扩大器!

  换言之,看一个运放是当作比较器仍是扩大器便是看电路的负反应深度.所以,浅闭环的比较器有或许作业在扩大器状况并不自激.可是一定要作许多的实验,以确保在产品的一切作业状况下都安稳!这时候你就要本钱/危险细心核算一下了.

  (2)算扩大器和比较器千篇一律,简略的讲,比较器便是运放的开环运用,但比较器的规划是针对电压门限比较而用的,要求的比较门限准确,比较后的输出边缘上升或下降时刻要短,输出契合TTL/CMOS 电平/或OC 等,不要求中间环节的准确度,一起驱动才干也不相同。一般状况:用运放做比较器,大都达不到满幅输出,或比较后的边缘时刻过长,因而规划中少用运放做比较器为佳。

  运放和比较器的差异

  比较器和运放尽管在电路图上符号相同,但这两种器材确有非常大的差异,一般不能够交换,差异如下:

  1、比较器的翻转速度快,大约在ns 数量级,而运放翻转速度一般为us 数量级(特别的高速运放在外)。

  2、运放能够接入负反应电路,而比较器则不能运用负反应,尽管比较器也有同相和反相两个输入端,但由于其内部没有相位补偿电路,所以,假如接入负反应,电路不能安稳作业。内部无相位补偿电路,这也是比较器比运放速度快许多的首要原因。

  3、运放输出级一般选用推挽电路,双极性输出。而大都比较器输出级为集电极开路结构,所以需求上拉电阻,单极性输出,简略和数字电路衔接。

  (3)比较器(LM339和LM393)输出是集电极开路(OC)结构, 需求上拉电阻才干有对外输出电流的才干. 而运放输出级是推挽的结构, 有对称的拉电流和灌电流才干.别的比较器为了加速响应速度, 中间级很少, 也没有内部的频率补偿. 运放则针对线性区作业的需求加入了补偿电路.所以比较器(LM339 和LM393)不适协作运放用.

  运放在开关电源中首要用于反应电路、过流维护的采样扩大等等。

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