Wzmacniacz operacyjny i komparator mają podobny wygląd i schematyczną symbolikę, więc trudno je rozróżnić, jeśli logo jest wypolerowane. Ponadto wielu początkujących często myli wzmacniacze operacyjne z komparatorami, ponieważ w niektórych zastosowaniach wzmacniacze operacyjne są używane jako komparatory w wielu obwodach. W tym artykule opisano te różnice. 

Rysunek 1 Schemat ideowy pinów wzmacniacza operacyjnego

Funkcje wzmacniacza operacyjnego i komparatora opisano poniżej

Wzmacniacz operacyjny to układ analogowy służący do kondycjonowania sygnału. Na przykład wzmacniaj, filtruj i sumuj sygnały.

Komparator to obwód, który porównuje analogowy sygnał napięciowy z napięciem odniesienia.

Wzmacniacze operacyjne są stosowane w systemach z ujemnym sprzężeniem zwrotnym, natomiast komparatory są powszechnie stosowane w systemach z otwartą pętlą. Pozytywne sprzężenie zwrotne można również wprowadzić do projektowania komparatorów histerezy.

a)  Szybkość reakcji wzmacniacza operacyjnego jest powiązana z szybkością narastania. Po wprowadzeniu sygnału krokowego wzmacniacz operacyjny ustala się na określoną prędkość, a komparator natychmiast się odwraca.
b) Niektóre wzmacniacze operacyjne wysokiego napięcia i wzmacniacze operacyjne wykorzystujące technologię bipolarną (triodową) będą miały dwukierunkowe diody zaciskowe pomiędzy dwoma pinami wejściowymi (patrz rysunek 2). Komparator nie posiada diody z dwukierunkowym zaciskiem, a wpływ sygnału wejściowego w trybie różnicowym na komparator jest niewielki. Dlatego też, gdy wzmacniacz operacyjny jest używany jako komparator, należy ocenić, czy potrzebny jest rezystor ograniczający prąd, aby uniknąć spalenia wzmacniacza operacyjnego.
C) Wzmacniacz operacyjny zazwyczaj mierzy prędkość przerzucania na podstawie szerokości pasma i szybkości narastania, podczas gdy komparator wykorzystuje T PHL, T PLH, T fall, trese do wyrażenia prędkości. Prostym sposobem obliczenia prędkości komparatora jest:

d) Sygnał wyjściowy komparatora może scharakteryzować potencjał dwóch zacisków wejściowych. Obecnie wyjście większości komparatorów dostępnych na rynku może być kompatybilne z poziomami TTL i CMOS, a wyjście komparatora jest zawsze jedną z dodatnich i ujemnych szyn zasilających. Jednakże wyjściem wzmacniacza operacyjnego jest sygnał analogowy. Obecnie niskonapięciowy wzmacniacz operacyjny CMOS może ogólnie osiągnąć moc wyjściową typu „rail-to-rail”.
E) Po przeciążeniu wyjścia wzmacniacza operacyjnego powrót do zdrowia zajmuje dużo czasu; Czas powrotu komparatora do stanu przeciążenia jest bardzo krótki.
F) Zakres wejściowego napięcia wspólnego niektórych wzmacniaczy operacyjnych nie obejmuje dodatniej szyny zasilającej; Wiele wejść komparatorów jest podłączonych do dodatniej szyny zasilającej.
G) Wzmacniacz operacyjny może być używany jako komparator (w niektórych sytuacjach przełączenia przy niskiej prędkości), ale komparator nie może być używany jako wzmacniacz operacyjny.

Rysunek 2 Wewnętrzny obwód zabezpieczający wejście wzmacniacza operacyjnego

Reasumując, różnica pomiędzy wzmacniaczem operacyjnym a komparatorem polega na tym, że obszar operacyjny jest inny, a wzmacniacz operacyjny na ogół pracuje w obszarze liniowym (pętla zamknięta). Napięcie wejściowe i napięcie wyjściowe liniowego regionalnego wzmacniacza operacyjnego mają pewną proporcjonalną zależność, którą można wykorzystać do wzmocnienia.

Komparator pracuje w obszarze nieliniowym (pętla otwarta), to znaczy w tym obszarze wejście i wyjście komparatora nie są już do siebie proporcjonalne, więc nie ma wzmocnienia. Na tym etapie jego wyjście ma tylko dwa stany, mianowicie „poziom wysoki” i „poziom niski”, które są pojęciami „1” i „0”, jeśli są reprezentowane przez liczby. Ogólnie rzecz biorąc, we wzmacniaczach ogólnego przeznaczenia występują dwa obszary liniowości i nieliniowości, ale w komparatorze występuje tylko jeden obszar nieliniowości. Reasumując, wzmacniacz można zastosować jako komparator (zwróć uwagę na zakres napięć wejściowych w trybie wspólnym), gdy wymagania dotyczące prędkości nie są duże, ale komparator nie może być używany jako wzmacniacz.

Ich struktury obwodów wewnętrznych są różne, a stopień wyjściowy wzmacniacza operacyjnego to zazwyczaj struktura obwodu przeciwsobnego. Jednakże stopień wyjściowy niektórych komparatorów ma architekturę typu otwarty dren lub open source, która wymaga, aby rezystor podciągający lub rezystor podciągający odpowiadał napięciu kolejnego obwodu cyfrowego.

Porównanie struktury dodatkowego wyjścia typu open-drain i push-pull;

Tabela 1 Porównanie wyjścia typu otwarty dren i wyjścia typu push-pull

Zastrzeżenie: Ten artykuł jest reprodukcją z „Jiangsu Runshi”. Ten artykuł przedstawia wyłącznie osobiste poglądy autora i nie reprezentuje poglądów Sacco Micro ani branży. Służy wyłącznie do ponownego drukowania i udostępniania w celu wspierania ochrony praw własności intelektualnej. Przy przedruku proszę podać oryginalne źródło i autora. Jeśli doszło do naruszenia, skontaktuj się z nami, aby je usunąć.

Tel firmy: +86-0755-83044319
Faks/faks:+86-0755-83975897
E-mail: 1615456225@qq.com
QQ: 332496225 Menedżer Qiu
Adres: pokój 809, blok C, budynek Zhantao Technology, nr 1079 Minzhi Avenue, Longhua New District, Shenzhen