Чем отличается вычислительный усилитель от компаратора

Операционный усилитель и компаратор похожи внешне и схематическими обозначениями, поэтому отличить их сложно, если логотип отполирован. Кроме того, многие новички часто путают операционные усилители с компараторами, поскольку в некоторых приложениях операционные усилители используются в качестве компараторов во многих схемах. В этой статье описаны эти различия. 

Рисунок 1. Принципиальная схема контактов операционного усилителя.

Функции операционного усилителя и компаратора описываются следующим образом.

Операционный усилитель представляет собой аналоговую микросхему для формирования сигнала. Например, усиливайте, фильтруйте и суммируйте сигналы.

Компаратор — это схема, которая сравнивает аналоговый сигнал напряжения с опорным напряжением.

Операционные усилители используются в системах с отрицательной обратной связью, а компараторы обычно используются в системах с разомкнутым контуром. Положительную обратную связь можно также ввести при разработке гистерезисных компараторов.

a)  Скорость реакции операционного усилителя связана со скоростью нарастания напряжения. При подаче шагового сигнала операционный усилитель устанавливается на определенную скорость, при этом компаратор сразу же переворачивается.
b) Некоторые высоковольтные операционные усилители и операционные усилители с биполярным (триодным) процессом будут иметь двунаправленные фиксирующие диоды между двумя входными контактами (см. Рисунок 2). В компараторе нет диода с двунаправленным ограничением, и влияние входного сигнала дифференциального режима на компаратор невелико. Поэтому при использовании операционного усилителя в качестве компаратора необходимо определиться, нужен ли токоограничивающий резистор во избежание сгорания операционного усилителя.
C) Операционный усилитель обычно измеряет скорость своего переключения по полосе пропускания и скорости нарастания напряжения, а компаратор использует T PHL, T PLH, T Fall, Trese для выражения скорости. Простой способ расчета скорости компаратора:

d) Выход компаратора может характеризовать потенциал двух входных клемм. В настоящее время выход большинства компараторов, представленных на рынке, может быть совместим с уровнями TTL и CMOS, а выход компаратора всегда является одной из положительных и отрицательных шин питания. Однако на выходе операционного усилителя является аналоговый сигнал. В настоящее время низковольтные операционные усилители КМОП, как правило, могут обеспечить выходной сигнал с диапазоном выходных сигналов.
E) После перегрузки выхода операционного усилителя требуется длительное время восстановления; А время восстановления компаратора при перегрузке очень мало.
F) Диапазон входного синфазного напряжения некоторых операционных усилителей не включает положительную шину питания; Многие входы компаратора подключены к положительной шине питания.
G) Операционный усилитель можно использовать в качестве компаратора (в некоторых низкоскоростных ситуациях переворота), но компаратор нельзя использовать в качестве операционного усилителя.

Рисунок 2. Внутренняя схема защиты входа операционного усилителя.

Подводя итог, разница между операционным усилителем и компаратором заключается в том, что рабочая область разная, а операционный усилитель обычно работает в линейной области (замкнутый контур). Входное напряжение и выходное напряжение линейного регионального операционного усилителя имеют определенную пропорциональную зависимость, которую можно использовать для усиления.

Компаратор работает в нелинейной области (разомкнутый контур), то есть в этой области вход и выход компаратора уже не пропорциональны друг другу, поэтому усиления нет. На этом этапе его выходные данные имеют только два состояния, а именно «высокий уровень» и «низкий уровень», которые представляют собой понятия «1» и «0», если они представлены числами. Обычно в усилителях общего назначения имеются две области линейности и нелинейности, а в компараторе только одна область нелинейности. Проще говоря, усилитель можно использовать в качестве компаратора (обратите внимание на диапазон синфазного входного напряжения), когда требования к скорости не высоки, но компаратор нельзя использовать в качестве усилителя.

Их внутренние структуры различны, а выходной каскад операционного усилителя обычно имеет двухтактную структуру. Однако выходной каскад некоторых компараторов имеет архитектуру с открытым стоком или открытым исходным кодом, что требует, чтобы подтягивающий или понижающий резистор соответствовал напряжению последующей цифровой схемы.

Сравнение структуры дополнительного выхода с открытым стоком и двухтактного выхода;

Таблица 1. Сравнение выхода с открытым стоком и двухтактного выхода

Отказ от ответственности: Эта статья воспроизведена из «Цзянсу Руньши». Эта статья отражает только личную точку зрения автора и не отражает точку зрения Sacco Micro и отрасли. Он предназначен только для перепечатки и распространения в целях защиты прав интеллектуальной собственности. При перепечатке просьба указывать первоисточник и автора. Если есть какие-либо нарушения, пожалуйста, свяжитесь с нами, чтобы удалить их.

Тел. компании: +86-0755-83044319
Факс/факс:+86-0755-83975897
Почта: 1615456225@qq.com
QQ: 332496225 Менеджер Цю
Адрес: комната 809, блок C, здание Zhantao Technology Building, проспект Минчжи № 1079, новый район Лунхуа, Шэньчжэнь.