電壓比較器的工作原理，電壓比較器與運(yùn)放的差異

1.電壓比較器的工作原理

電壓比較器，顧名思義，就是兩個(gè)輸入端的其中一個(gè)作為基準(zhǔn)，另外一個(gè)與基準(zhǔn)作比較，輸出只存在高電平和低電平兩種狀態(tài)。通過電壓比較器，可以將模擬信號轉(zhuǎn)變?yōu)?a target="_blank">數(shù)字信號。

+輸入引腳的電位〉-輸入引腳的電位時(shí)，輸出高電平；

-輸入引腳的電位〉+輸入引腳的電位時(shí)，輸出低電平；

比較器符號

比較器輸入輸出關(guān)系圖

2.電壓比較器與運(yùn)放的差異

電壓比較器的引腳結(jié)構(gòu)、電路符號與運(yùn)算放大器類似，甚至有時(shí)候會(huì)直接拿運(yùn)放來代替比較器使用，本質(zhì)上講比較器就是運(yùn)放的開環(huán)應(yīng)用，但其實(shí)二者是兩個(gè)完全不同的器件。主要差異如下：

①內(nèi)部組成不同

運(yùn)算放大器與比較器的一個(gè)差異來自內(nèi)部無相位補(bǔ)償電容。由于運(yùn)算放大器要構(gòu)成負(fù)反饋電路使用，因此需要在IC內(nèi)部設(shè)置防振相位補(bǔ)償電容。而比較器未構(gòu)成負(fù)反饋電路，因此未內(nèi)置相位補(bǔ)償電容。由于相位補(bǔ)償電容限制了輸入-輸出間的響應(yīng)時(shí)間，因此無相位補(bǔ)償電容的比較器具有比運(yùn)算放大器更好的響應(yīng)性。另一方面，根據(jù)該相位補(bǔ)償電容的有無，將運(yùn)算放大器作為比較器使用時(shí)，因受相位補(bǔ)償電容限制，其響應(yīng)性遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于比較器。這一點(diǎn)在運(yùn)算放大器作為比較器使用時(shí)需要注意。

②輸出特性不同

由上圖可知，運(yùn)算放大器采用雙晶體管推挽輸出，而比較器是集電極開路輸出，所以使用時(shí)，比較器需要外接一個(gè)從正電源端到輸出端的上拉電阻。運(yùn)算放大器可用于線性放大電路（負(fù)反饋），也可用于非線性信號電壓比較（開環(huán)或正反饋）。電壓比較器只能用于信號電壓比較，不能用于線性放大電路（比較器沒有頻率補(bǔ)償）。但比較器有比運(yùn)算放大器更快的轉(zhuǎn)換速率和更短的延時(shí)。

③精確度不同

比較器的設(shè)計(jì)是針對電壓門限比較而用的，要求的比較門限精確，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。比較器的翻轉(zhuǎn)速度快，大約在ns數(shù)量級，而運(yùn)放翻轉(zhuǎn)速度一般為us數(shù)量級（特殊的高速運(yùn)放除外）。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。
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