Qual é a diferença entre um amplificador de computação e um comparador

O amplificador operacional e o comparador são semelhantes em aparência e símbolos esquemáticos, por isso é difícil distingui-los se o logotipo for polido. Além disso, muitos iniciantes costumam confundir amplificadores operacionais com comparadores, porque em algumas aplicações, os amplificadores operacionais são usados como comparadores em muitos circuitos. Este artigo compartilha essas diferenças. 

Figura 1 Diagrama esquemático dos pinos do amplificador operacional

As funções do amplificador operacional e comparador são descritas a seguir

O amplificador operacional é um chip analógico para condicionamento de sinal. Por exemplo, amplifique, filtre e some os sinais.

Comparador é um circuito que compara um sinal de tensão analógico com uma tensão de referência.

Amplificadores operacionais são usados em sistemas de realimentação negativa, enquanto comparadores são geralmente usados em sistemas de malha aberta. O feedback positivo também pode ser introduzido para projetar comparadores de histerese.

a)  A velocidade de reação do amplificador operacional está relacionada à taxa de variação. Quando um sinal de degrau é recebido, o amplificador operacional é estabelecido em uma determinada velocidade, enquanto o comparador muda imediatamente.
b) Alguns amplificadores operacionais de alta tensão e amplificadores operacionais de processo bipolar (triodo) terão diodos de fixação bidirecionais entre os dois pinos de entrada (veja a Figura 2). O comparador não possui diodo com fixação bidirecional e a influência do sinal do modo diferencial de entrada no comparador é pequena. Portanto, quando o amplificador operacional é usado como comparador, é necessário avaliar se um resistor limitador de corrente é necessário para evitar a queima do amplificador operacional.
C) O amplificador operacional geralmente mede sua velocidade de inversão por largura de banda e taxa de variação, enquanto o comparador usa T PHL, T PLH, T fall, trese para expressar a velocidade. Uma maneira simples de calcular a velocidade do comparador é:

d) A saída do comparador pode caracterizar o potencial dos dois terminais de entrada. Atualmente, a saída da maioria dos comparadores no mercado pode ser compatível com os níveis TTL e CMOS, e a saída do comparador é sempre um dos trilhos de alimentação positivos e negativos. No entanto, a saída do amplificador operacional é um sinal analógico. Atualmente, o amplificador operacional CMOS de baixa tensão geralmente pode obter saída trilho a trilho.
E) Depois que a saída do amplificador operacional está sobrecarregada, é necessário um longo tempo de recuperação; E o tempo de recuperação de sobrecarga do comparador é muito curto.
F) A faixa de tensão de modo comum de entrada de alguns amplificadores operacionais não inclui o barramento de alimentação positivo; Muitas entradas do comparador são suportadas no barramento de alimentação positivo.
G) O amplificador operacional pode ser usado como comparador (em algumas situações de inversão de baixa velocidade), mas o comparador não pode ser usado como amplificador operacional.

Figura 2 Circuito de proteção de entrada interna do amplificador operacional

Resumindo, a diferença entre o amplificador operacional e o comparador é que a área operacional é diferente, e o amplificador operacional geralmente funciona na área linear (malha fechada). A tensão de entrada e a tensão de saída do amplificador operacional regional linear têm uma certa relação proporcional, que pode ser usada para amplificação.

O comparador funciona na região não linear (malha aberta), ou seja, nesta região a entrada e a saída do comparador não são mais proporcionais entre si, portanto não há amplificação. Nesta fase, a sua saída apresenta apenas dois estados, nomeadamente “nível alto” e “nível baixo”, que são os conceitos de “1” e “0” se representados por números. Geralmente, existem duas regiões de linearidade e não linearidade em amplificadores de uso geral, mas existe apenas uma região de não linearidade no comparador. Resumindo, o amplificador pode ser usado como comparador (preste atenção à faixa de tensão de entrada do modo comum) quando o requisito de velocidade não for alto, mas o comparador não pode ser usado como amplificador.

Suas estruturas de circuito interno são diferentes e o estágio de saída do amplificador operacional geralmente é uma estrutura de circuito push-pull. No entanto, o estágio de saída de alguns comparadores é uma arquitetura de dreno aberto ou de código aberto, que requer que o resistor pull-up ou o resistor pull-down correspondam à tensão do circuito digital subsequente.

Comparação da estrutura de saída adicional de dreno aberto e saída push-pull;

Tabela 1 Comparação entre saída dreno aberto e saída push-pull

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