放大器和比較器的區別

一、放大器與比較器的主要區別是閉環特性

     放大器大都工作在閉環狀態,所以要求閉環後不能自激。而比較器大都工作在開環狀態,更追求速度。對於頻率比較低的情況,放大器完全可以代替比較器(要注意輸出電平),反過來比較器大部分情況不能當作放大器使用。

    因爲比較器爲了提高速度進行優化,這種優化卻減小了閉環穩定的範圍。而運放專爲閉環穩定範圍進行優化,故降低了速度。所以相同價位檔次的比較器和放大器最好是各司其責。如同放大器可以用作比較器一樣,也不能排除比較器也可以用作放大器。但是你爲了讓它閉環穩定所付出的代價可能超過加一個放大器!

    換言之,看一個運放是當作比較器還是放大器就是看電路的負反饋深度。所以,淺閉環的比較器有可能工作在放大器狀態並不自激。但是一定要作大量的試驗,以保證在產品的所有工作狀態下都穩定!這時候你就要成本/風險仔細覈算一下了。

     運算放大器和比較器如出一轍,簡單的講,比較器就是運放的開環應用,但比較器的設計是針對電壓門限比較而用的,要求的比較門限精確,比較器輸出一般是OC方式,便於電平轉換,比較後的輸出邊沿上升或下降時間要短,輸出符合TTL/CMOS電平/或OC等,不要求中間環節的準確度,同時驅動能力也不一樣。一般情況:用運放做比較器,多數達不到滿幅輸出,或比較後的邊沿時間過長,因此設計中少用運放做比較器爲佳。

二、運放和比較器的區別

    比較器和運放雖然在電路圖上符號相同,但這兩種器件確有非常大的區別,一般不可以互換,區別如下:

    1、比較器的翻轉速度快,大約在ns數量級,而運放翻轉速度一般爲us數量級(特殊的高速運放除外)。

    2、運放可以接入負反饋電路,而比較器則不能使用負反饋,雖然比較器也有同相和反相兩個輸入端,但因爲其內部沒有相位補償電路,所以,如果接入負反饋,電路不能穩定工作。內部無相位補償電路,這也是比較器比運放速度快很多的主要原因。(比較器沒有頻補,Slew Rate比同級運放大,接成放大器易自激;比較器的開環增益比一般放大器高很多,因此比較器正負端小的差異就引起輸出端變化。頻響是一方面,另外運放當比較器時輸出不穩定,不一定能滿足後級邏輯電路的要求。)

    3、運放輸出級一般採用推輓電路,雙極性輸出。而多數比較器輸出級爲集電極開路結構,所以需要上拉電阻,單極性輸出,容易和數字電路連接。比較器(LM339)輸出是集電極開路(OC)結構,需要上拉電阻纔能有對外輸出電流的能力。而運放輸出級是推輓的結構,有對稱的拉電流和灌電流能力。另外比較器爲了加快響應速度,中間級很少,也沒有內部的頻率補償。運放則針對線性區工作的需要加入了補償電路。(比較器爲集電極開路(OC)輸出,容易輸出TTL電平或CMOS電平,而運放有飽和壓降,使用不便)

三、符號都是一個三角形標着正負號。比較器用在施密特觸發器裏什麼的,而運放主要是理想運放。先用瞬時極性法走一遍,看看是正反饋還是負反饋。正反饋的是比較器,負反饋的是理想運放。所謂比較器就是比較正負兩端哪一個電壓值大,從而使輸出電壓產生高低電平的轉換。理想運放則是可以利用虛短虛斷來做分析,主要功能當然就是放大。注意負反饋是可以利用虛短虛斷,而正反饋是隻能用虛斷。

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