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本帖最后由 行者～ABC 于 2020-4-15 10:24 编辑 $ m) L5 C- ]3 m% B& C: g% a
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功能区别
" j' c' }6 Q6 l: i1 R8 o7 \! B由于有些人对这两个器件比较模糊，我们先搞清楚他们功能上应用的区别。 （1）比较器和运算放大器，大概的原理相同，虽然在一定简单场景下是可以互用的，但一般不会进行互用。 运算放大器：运算放大器一般为互补输出，主要用于对小信号进行一定比例的放大，它的“放大”名称便是由于此。输入小信号，输出稳定不失真的模拟信号，针对的是模拟量，并且紧紧地跟随输入量的变化而变化。为了稳定，一般都会进行一定的负反馈。相信许过模拟电子的人都知道负反馈的主要作用是什么。如下图所示便是一种应用方式。 上图所示，根据虚短、虚短的原理，可以很容易看到输出Vout为Vin的-RF/Rin倍。只要改变两个电阻的值，便可以改变输出Vout的值，进行放大系数的设计。
- E; R9 L* L+ z2 F 比较器：比较器的使用也可以采用虚短和续断的原理进行理解，只是一般比较器不会采用负反馈，甚至会采用正反馈来稳定输出，进而由于为了实现虚短续断的目标，器件输出会趋于无穷大和无穷小。输出一般只有高电平和低电平两个，因此可以理解为数字量。一般用来作为信号检测识别，比如过流保护这种，一旦电流转换过来的电位过高，导致比较器动作，mcu便迅速中断输出控制。如果将上图中的Rf去掉，便可以理解为一个比较器，当Vin＞0V时，可以判断，输出Vout一定会变为最低电平，反之亦然，因此，输出的Vou只有最高电平和最低电平两种状态。当然考虑到输出稳定问题，一般需要加入正反馈，并且避免Vin在0V附近波动的话，会导致输出电平急剧变化。因此会引入正反馈的同时，对其进行滞回。如下图所示为一种典型的比较器应用。
) `/ t; B7 I' L2 g 可以看到，比较器的-输入电位固定在2.5V，如果没有电阻R4的话，那么2.5V便是一个分界点，输入信号大于2.5Ｖ，则输出为5Ｖ；输入信号小于２.５，则输出为０Ｖ。但是引入了Ｒ４后，可以知道，当输入电位由０逐渐增大至２.５Ｖ时，此时输输出一直为０Ｖ，可以看到，比较器的+输入引脚电位为Ｖｉｎ*Ｒ４／（Ｒ３+Ｒ４），因此当+引脚的电位达到２.５Ｖ时，实际Ｖｉｎ的电位是 ２.５*（Ｒ３+Ｒ４）／Ｒ４＞２.５Ｖ，明显高于２.５Ｖ才会使得输出电平反转为５Ｖ，然而，一旦输出反转为高电平后，+引脚的电位马上变为Ｒ３*（５-Ｖｉｎ）／（Ｒ３+Ｒ４）+Ｖｉｎ＝（５*Ｒ３+Ｒ４*Ｖｉｎ）／（Ｒ３+Ｒ４）。而同理，当输入从高电位逐渐降低时，通过计算可以得到，输入Ｖｉｎ＝２.５*（Ｒ４-Ｒ３）／Ｒ４＜２.５Ｖ，因此达到了滞回效果。避免在电平翻转出震荡。
/ L' _9 c1 O2 ]$ E! N' m（２）通过上述的描述，可以简单理解，比较器就是没有反馈(正反馈，负反馈）的运算放大器，当正输入大于负输入时，输出无穷大（理论） 当正输入小于负输入时，输出无穷小（理论），运算放大器要根据反馈算输出。综上，其实2者没根本区别。 6 {# `# G" N2 T; |1 `; T1 m8 p7 \6 m
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特性差异
9 R L* w& O) S( a" B9 p5 u: w/ P 上面说了，我们在一些要求不高的应用上，比较器和放大器功能是可以互用的，但是性能要求较高的环境下，两者就不能混用啦，不然会造成严重后果哟。
) s( W& x3 a, ~, D3 N3 ^6 i' R0 ` 1.放大器与比较器的主要区别是闭环特性# L# O+ ^) k8 F2 K/ x
放大器大都工作在闭环状态,所以要求闭环后不能自激。 而比较器大都工作在开环状态，更是要追求响应速度，因此对于电路保护中应用较多。而放大器主要应用于采样电路，保证电路稳定可靠。因此对于频率比较低的情况放大器可以代替比较器，而比较器用于放大器，则不太容易，毕竟我们可以牺牲响应速度，但是稳定性，反馈效果一般我们无法牺牲。
5 x1 o) ~1 \7 u }' M; v W. z 因为比较器为了提高速度进行优化,这种优化却减小了闭环稳定的范围.而运放专为闭环稳定范围进行优化,故降低了速度。 比较器的翻转速度快，大约在ns 数量级，而运放翻转速度一般为us 数量级(特殊的高速运放除外)。7 |8 F# n% \& a1 c. x. a/ Y- l+ P9 Z
2、运放可以接入负反馈电路，而比较器则不能使用负反馈 虽然比较器也有同相和反相两个输入端，但因为其内部没有相位补偿电路，所以，如果接入负反馈，电路不能稳定工作。内部无相位补偿电路，这也是比较器比运放速度快很多的主要原因。
( x, o% ]. L; @3 p; @ 3、运放输出级一般采用推挽电路，双极性输出。 而多数比较器输出级为集电极开路结构，所以需要上拉电阻，单极性输出，容易和数字电路连接。比较器(LM339)输出是集电极开路(OC)结构 , 需要上拉电阻才能有对外输出电流的能力。而运放输出级是推挽的结构，有对称的拉电流和灌电流能力，另外比较器为了加快响应速度，中间级很少，也没有内部的频率补偿。运放则针对线性区工作的需要加入了补偿电路。 " H1 k9 s7 V! |
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发表于 2020-4-15 09:35
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