/ EN
13922884048

技术交流

Technology Exchange
/
/

运算放大器与比较器相比有何不同之处

发布时间:2022-03-18作者来源:萨科微浏览:2284

运算放大器和比较器在外观和原理图符号上很相似,如果对标志进行打磨,很难区分两者。 此外,许多初学者经常将运算放大器与比较器混淆,因为在某些应用中,运算放大器在许多电路中用作比较器。 本文分享了这些差异。 

   

图1 运放管脚示意图


运放和比较器的功能表述如下

运算放大器,是一种用于信号调理的模拟芯片。比如对信号作放大,滤波,求和等。

比较器则是将一个模拟电压信号与一个基准电压作比较的电路。

运放是用于负反馈系统,而比较器一般是用于开环系统,也可引入正反馈设计成迟滞比较器。

a)  运放的反应速度与压摆率相关,在输入一个阶跃信号时,运放以一定的速度建立,而比较器则是马上发生翻转。

b) 一些高压的运放,以及Bipolar(三极管) 工艺的运放,两个输入引脚之间会存在双向钳位二极管(见图2)。比较器没有双向钳位的二极管,输入差模信号大了对比较器的影响也较小。所以把运放当比较器来用,要判断是否需要加限流电阻,以免烧掉运放。

c) 运放一般由带宽,压摆率衡量其翻转速度,而比较器则用T PHL,T PLH,T fall,T rise,来表示速度。一个简单的计算比较器速度方法是:

   

d) 比较器的输出可以表征两个输入端的电位高低。现在市面上大部分比较器的输出都可以兼容TTL和CMOS电平,比较器的输出始终为正负电源轨之一。但是运算放大器的输出是模拟信号,目前低压CMOS型的运放一般都能做到轨到轨输出。

e) 运放输出过载后,需要比较长的恢复时间;而比较器的过载恢复时间非常短。

f) 有些运放的输入共模电压范围,不包含正电源轨;许多比较器的输入是支持到正电源轨的。

g) 运放可以当比较器使用(在一些低速翻转场合可以),而比较器不能当运放使用。

   

图2  运放内部输入保护电路


综上所述,运放与比较器的不同之处是所处的工作区域不一样,运算放大器一般都工作在线性区域(闭环)。在线性区域运放的输入电压与输出电压呈一定比例关系,可做放大功能。

比较器工作在非线性区域(开环),即在这个区域比较器的输入与输出不再成比例输出,这时也就没有放大作用了。在这个阶段它的输出只有两个状态,那就是“高电平”和“低电平”状态,如果用数字表示的话就是“1”和“0”的概念。在一般的通用放大器中都会有线性和非线性这两个区域,而在比较器中只有非线性这一个区域,简单来概括,放大器在对速度要求不高的场景下可以用作比较器(需注意共模输入电压范围),但比较器不能够当作放大器来用。

二者内部电路结构不同,运算放大器的输出级一般是推挽电路架构。而部分比较器的输出级是漏极开路或者源极开路架构,需要上拉电阻或者下拉电阻与后级数字电路电压匹配。

另附开漏输出与推挽输出结构的对比:

   

表1  开漏输出与推挽输出对比





免责声明:本文转载自“ 江苏润石”,本文仅代表作者个人观点,不代表萨科微及行业观点,只为转载与分享,支持保护知识产权,转载请注明原出处及作者,如有侵权请联系我们删除。

公司电话:+86-0755-83044319
传真/FAX:+86-0755-83975897
邮箱:1615456225@qq.com
QQ:3518641314 李经理  

QQ:332496225   丘经理

地址:深圳市龙华新区民治大道1079号展滔科技大厦C座809室

服务热线

0755-83044319

霍尔元件咨询

肖特基二极管咨询

TVS/ESD咨询

获取产品资料

客服微信

微信服务号