運放和電壓比較器的本質區別

2020-12-24 電子產品世界

  簡介:本文介紹了運放和比較器之間各個方面的區別。

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  一、放大器與比較器的主要區別是閉環特性!

  放大器(如4558和5532)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(要主意輸出電平),反過來比較器大部分情況不能當作放大器使用。

  因為比較器為了提高速度進行優化,這種優化卻減小了閉環穩定的範圍。而運放專為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。但是你為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/風險仔細核算一下了。

  二、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為佳。

  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為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,但因為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。

  3、運放輸出級一般採用推挽電路,雙極性輸出。而多數比較器輸出級為集電極開路結構,所以需要上拉電阻,單極性輸出,容易和數字電路連接。

  4、輸出結構。比較器往往是集電極開路輸出,這樣可以多個比較器的輸出並聯,構成與門,這叫「線與」。而運放通常是推輓輸出,輸出端不能並聯。

  5、比較器的輸出要加上拉電阻,運放的輸出不需要加。

  6、比較器工作在開環或者正反饋狀態,一般不會自激。運放工作一般工作在負反饋狀態,而開環或正反饋的時候需要加補償電路,否則容易自激。

  7、精密運放的開環增益很高,120dB左右。普通運放和比較器則不是很高,60dB左右。

  8、運放工作一般工作在線性狀態,內部結構決定了它非線性失真比較小。比較器工作在開關狀態,如果用做線性放大的話,不能保證失真度。

  三、比較器(LM339和LM393)輸出是集電極開路(OC)結構,需要上拉電阻才能有對外輸出電流的能力。而運放輸出級是推挽的結構,有對稱的拉電流和灌電流能力。

  另外比較器為了加快響應速度,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。所以比較器(LM339和LM393)不適合作運放用。

  運放(如JRC4558和NE5532)主要用在調音臺和卡拉OK前置放大器音頻放大級(雙電源供電),在無線話筒(無線麥克風)的發射部分和無線話筒接收機音頻放大都使用了運放(單電源供電的運放),在無線話筒接收機的靜噪電路使用了比較器(LM339或LM393)。

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