电压比较器原理_运算放大器电压比较器区别

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2019-03-17

  电压比较器是对输入信号进行鉴别与比较的电路,是组成非正弦波发生电路的基本单元电路。常用的电压比较器有单限比较器、滞回比较器、窗口比较器、三态电压比较器等。

  上图是在电子元器件采购网油柑网的电压比较器 LM393G SOP-8,电压比较器它可用作模拟电路和数字电路的接口,还可以用作波形产生和变换电路等。利用简单电压比较器可将正弦波变为同频率的方波或矩形波。

  电压比较器的功能:比较两个电压的大小(用输出电压的高或低电平,表示两个输入电压的大小关系):

  由于比较器的输出只有低电平和高电平两种状态,所以其中的集成运放常工作在非线性区。从电路结构上看,运放常处于开环状态,又是为了使比较器输出状态的转换更加快速,以提高响应速度,一般在电路中接入正反馈。

  运算放大器采用差分输入,而且具有较高增益,这与比较器的特性相似,所以在实际应用中可以作为低性能比较器使用。

  理论上一个开环组态(无负反馈)的运放可以发挥低端比较器的作用。当正相输入端(V+)的电压高于反相输入端(V-)时,由于运放较高的开环增益,在输出端输出一个正向饱和电压+Usat。当反相输入端(V-)的电压高于正相输入端(V+)时,在输出端输出一个反向饱和电压-Usat。而对工作在线性段负反馈组态、由分离电压供电(±V)的运放而言,其传递函数可写作:Vout=Ao(V1-V2),这与非线性无负反馈的比较器不同。

  运放被设计为工作在有负反馈的线性段,因此饱和的运放一般有较慢的翻转速度。大多数运放中都带有一个用于限制高频信号下压摆率的补偿电容。这使得运放比较器一般存在微秒级的传播延迟,与之相比专用比较器的翻转速度在纳秒量级。

  运放的静态工作点电流只有在负反馈条件下保持稳定。当输入电压不等时将出现直流偏置。

  比较器的作用为数字电路产生输入信号,使用运放比较器时需要考虑与数字电路接口的兼容性。

  许多运放的输入端有反向串联的二极管。运放两极的输入一般是相同的,这不会造成问题。但比较器的两极需要接入不同的电压,这就可能导致意想不到的二极管的击穿。

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