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和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。