L'amplificatore operazionale e il comparatore sono simili nell'aspetto e nei simboli schematici, quindi è difficile distinguerli se il logo è lucido. Inoltre, molti principianti confondono spesso gli amplificatori operazionali con i comparatori, perché in alcune applicazioni gli amplificatori operazionali vengono utilizzati come comparatori in molti circuiti. Questo articolo condivide queste differenze. 

Figura 1 Diagramma schematico dei pin dell'amplificatore operazionale

Le funzioni dell'amplificatore operazionale e del comparatore sono descritte di seguito

L'amplificatore operazionale è un chip analogico per il condizionamento del segnale. Ad esempio, amplificare, filtrare e sommare i segnali.

Il comparatore è un circuito che confronta un segnale di tensione analogico con una tensione di riferimento.

Gli amplificatori operazionali vengono utilizzati nei sistemi a feedback negativo, mentre i comparatori sono generalmente utilizzati nei sistemi ad anello aperto. Il feedback positivo può essere introdotto anche per progettare comparatori di isteresi.

a)  La velocità di reazione dell'amplificatore operazionale è correlata alla velocità di variazione. Quando viene immesso un segnale di gradino, l'amplificatore operazionale viene stabilito ad una certa velocità, mentre il comparatore si inverte immediatamente.
b) Alcuni amplificatori operazionali ad alta tensione e amplificatori operazionali di processo bipolari (triodo) avranno diodi di bloccaggio bidirezionali tra i due pin di ingresso (vedere Figura 2). Il comparatore non ha diodo con bloccaggio bidirezionale e l'influenza del segnale di modo differenziale in ingresso sul comparatore è minima. Pertanto, quando l'amplificatore operazionale viene utilizzato come comparatore, è necessario valutare se è necessario un resistore limitatore di corrente per evitare di bruciare l'amplificatore operazionale.
C) L'amplificatore operazionale generalmente misura la sua velocità di rotazione in base alla larghezza di banda e alla velocità di variazione, mentre il comparatore utilizza T PHL, T PLH, T fall, trese per esprimere la velocità. Un modo semplice per calcolare la velocità del comparatore è:

d) L'uscita del comparatore può caratterizzare il potenziale dei due terminali di ingresso. Attualmente, l'uscita della maggior parte dei comparatori sul mercato può essere compatibile con i livelli TTL e CMOS e l'uscita del comparatore è sempre uno dei binari di alimentazione positivo e negativo. Tuttavia, l'uscita dell'amplificatore operazionale è un segnale analogico. Allo stato attuale, l'amplificatore operazionale CMOS a bassa tensione può generalmente ottenere un'uscita rail-to-rail.
E) Dopo che l'uscita dell'amplificatore operazionale è stata sovraccaricata, è necessario un lungo tempo di ripristino; Inoltre, il tempo di recupero da sovraccarico del comparatore è molto breve.
F) L'intervallo di tensione di modo comune in ingresso di alcuni amplificatori operazionali non include la barra di alimentazione positiva; Molti ingressi del comparatore sono supportati dalla barra di alimentazione positiva.
G) L'amplificatore operazionale può essere utilizzato come comparatore (in alcune situazioni di ribaltamento a bassa velocità), ma il comparatore non può essere utilizzato come amplificatore operazionale.

Figura 2 Circuito di protezione ingresso interno dell'amplificatore operazionale

Riassumendo, la differenza tra l'amplificatore operazionale e il comparatore è che l'area operativa è diversa e l'amplificatore operazionale generalmente lavora nell'area lineare (anello chiuso). La tensione di ingresso e la tensione di uscita dell'amplificatore operazionale regionale lineare hanno una certa relazione proporzionale, che può essere utilizzata per l'amplificazione.

Il comparatore funziona nella regione non lineare (anello aperto), cioè in questa regione l'ingresso e l'uscita del comparatore non sono più proporzionali tra loro, quindi non c'è amplificazione. In questa fase, il suo output ha solo due stati, vale a dire "livello alto" e "livello basso", che sono i concetti di "1" e "0" se rappresentati da numeri. Generalmente, negli amplificatori per uso generale esistono due regioni di linearità e non linearità, ma nel comparatore esiste solo una regione di non linearità. Per riassumere in modo semplice, l'amplificatore può essere utilizzato come comparatore (prestare attenzione all'intervallo di tensione di ingresso di modo comune) quando il requisito di velocità non è elevato, ma il comparatore non può essere utilizzato come amplificatore.

Le loro strutture circuitali interne sono diverse e lo stadio di uscita dell'amplificatore operazionale è generalmente una struttura circuitale push-pull. Tuttavia, lo stadio di uscita di alcuni comparatori è un'architettura open drain o open source, che richiede che il resistore pull-up o pull-down corrisponda alla tensione del circuito digitale successivo.

Confronto della struttura dell'uscita aggiuntiva a drain aperto e dell'uscita push-pull;

Tabella 1 Confronto tra uscita a drain aperto e uscita push-pull

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