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作为第一近似,没有区别。类似的问题可能是“直流电动机和发电机之间有什么区别?” 两种功能都可以发挥作用,但是根据预期的应用,每种功能都经过优化以最大化某些质量,而其他性能却有所损失。
让我们比较一下通用运算放大器TL072和通用比较器LM339的内部原理图:
共通的地方:
差异:
TL072使用JFET作为输入。这是因为JFET提供了非常高的输入阻抗,这对于运算放大器是理想的。大多数运放分析均假设偏置电流(流经输入的电流)为零,但这仅在输入阻抗无限大的情况下才成立。对于比较器,您确实希望高输入阻抗以避免过多地加载信号源,但是输入阻抗非常高并不重要。
LM339具有集电极开路输出。对于比较器而言,这是很好的,因为它允许它通过上拉电阻器与任意数量的输出电压接口,或者简单地实现有线或总线。您不希望运放使用此功能,因为通常情况下,您希望运放具有像灌电流一样出色的拉电流,以使您的输出波形对称。注意TL072的NPN-PNP推挽对输出。
凭借其集电极开路输出,LM339可以将输出拉低至0.2V或高达。TL072指定当负载小于时,时,输出电压摆幅。
有经验的IC设计人员可能会指出,仅从原理图来看,会有更多差异。我不是其中之一,但是我可以在数据表中看到差异。例如,我看不到LM339完全指定了共模或电源抑制比,谐波失真或噪声系数。可以为比较器测量这些参数,您会在每个运算放大器的数据表中找到它们,但是对于比较器应用而言,这些参数并不是特别相关,因此未指定它们,并且如果指定了这些参数,则可能非常有用。较差的。
因此,在每种情况下,如果您的要求不是很高,都可以将运算放大器用作比较器,或者将比较器用作运算放大器。鉴于零件的指定方式不同,可能无法从规格中得知其性能。
如果您在饱和 ..中操作差动放大器,则它们是相同的,然后它将执行比较器的功能。
但基本上,差分放大器是一种将其带入ANALOG DOMAIN的放大器
比较器提供输入电压与参考电压的比较,并提供电源Vdd或Vss,这种二进制行为将其带入DIGITAL DOMAIN。
TI应用报告运算放大器和比较器-不要混淆它们!图1提供了运算放大器与比较器的有益比较。总结报告中突出显示的要点:
比较器的输出有时是数字操作的集电极/漏极开路。多个比较器的输出可以绑在一起,以形成一个与非门:
但是,运算放大器的输出始终是模拟的,旨在用于线性操作。
比较器通常以开环工作,而运算放大器通常以闭环工作。比较器可与闭环配合使用以增加磁滞,尽管:
专为闭环操作而设计的运算放大器针对闭环应用进行了优化。开环使用运算放大器时的结果是不可预测的。包括德州仪器(TI)在内的任何半导体制造商都无法或不能保证开环应用中使用的运算放大器的运行。运放中使用的模拟输出晶体管是为输出模拟波形而设计的,因此具有较大的线性区域。在饱和之前,晶体管将在线性区域中花费大量时间,从而使上升和下降时间变长。
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对于需要快速响应时间的比较器的设计人员来说,运算放大器输出级的设计是个坏消息。用于运算放大器输出级的晶体管不是开关晶体管。它们是线性设备,旨在输出精确的模拟波形表示。当它们饱和时,它们不仅可能消耗比预期更多的功率,而且还会闩锁。恢复时间可能非常难以预测。一批设备可以在几毫秒内恢复,另一批设备可以在十毫秒内恢复。未指定恢复时间,因为无法对其进行测试。根据设备的不同,它可能根本无法恢复。在某些轨到轨设备中,输出晶体管的失控破坏是很可能的。
“运算放大器和比较器-不要混淆它们!”,布鲁斯·卡特,第7-8页
总体而言,建议运算放大器用于线性操作,建议使用比较器进行电压比较。这是可能使用某些运算放大器作为比较器,具有开环结构,但在这样一个模式的性能会很差和/或不可预测的相比的比较器。在这种配置下使用时,某些运算放大器可能会被破坏。
1奇怪的是,无法在常规文献链接(http://www-s.ti.com/sc/techlit/sloa067)上找到该文档(文献ID SLOA067),也无法在TI网站上搜索标题或文献ID ,因此,我已链接到另一个站点的文档副本。
比较器返回布尔值/数字值:如果输入A高于输入B,则返回0,否则返回1。
差分运算放大器输出一个模拟值:输入之间的差乘以运算放大器特定的乘法器(放大倍数)。
差分运算放大器类似于以下功能:
比较器更像这样: