運(yùn)放是通過反饋回路和輸入回路的確定“運(yùn)算參數(shù)”，比如放大倍數(shù)，反饋量可以是輸出的電流或電壓的部分或全部。而比較器則不需要反饋，直接比較兩個(gè)輸入端的量，如果同相輸入大于反相，則輸出高電平，否則輸出低電平。電壓比較器輸入是線性量，而輸出是開關(guān)（高低電平）量。一般應(yīng)用中，有時(shí)也可以用線性運(yùn)算放大器，在不加負(fù)反饋的情況下，構(gòu)成電壓比較器來使用。

簡(jiǎn)單的電壓比較器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，靈敏度高，但是抗干擾能力差，因此我們就要對(duì)它進(jìn)行改進(jìn)。改進(jìn)后的電壓比較器有：滯回比較器和窗口比較器。

電壓比較器可以看作是放大倍數(shù)接近“無窮大”的運(yùn)算放大器。

電壓比較器的功能：比較兩個(gè)電壓的大小(用輸出電壓的高或低電平，表示兩個(gè)輸入電壓的大小關(guān)系)：

當(dāng)” ”輸入端電壓高于”－”輸入端時(shí)，電壓比較器輸出為高電平；

當(dāng)” ”輸入端電壓低于”－”輸入端時(shí)，電壓比較器輸出為低電平；

可工作在線性工作區(qū)和非線性工作區(qū)。

工作在線性工作區(qū)時(shí)特點(diǎn)是虛短，虛斷；

工作在非線性工作區(qū)時(shí)特點(diǎn)是跳變，虛斷；

由于比較器的輸出只有低電平和高電平兩種狀態(tài)，所以其中的集成運(yùn)放常工作在非線性區(qū)。從電路結(jié)構(gòu)上看，運(yùn)放常處于開環(huán)狀態(tài)，又是為了使比較器輸出狀態(tài)的轉(zhuǎn)換更加快速，以提高響應(yīng)速度，一般在電路中接入正反饋。

運(yùn)算放大器采用差分輸入，而且具有較高增益，這與比較器的特性相似，所以在實(shí)際應(yīng)用中可以作為低性能比較器使用。

理論上一個(gè)開環(huán)組態(tài)（無負(fù)反饋）的運(yùn)放可以發(fā)揮低端比較器的作用。當(dāng)正相輸入端（V ）的電壓高于反相輸入端（V-）時(shí)，由于運(yùn)放較高的開環(huán)增益，在輸出端輸出一個(gè)正向飽和電壓 U_sat。當(dāng)反相輸入端（V-）的電壓高于正相輸入端（V ）時(shí)，在輸出端輸出一個(gè)反向飽和電壓-U_sat。而對(duì)工作在線性段負(fù)反饋組態(tài)、由分離電壓供電（±V）的運(yùn)放而言，其傳遞函數(shù)可寫作：

實(shí)踐中，與使用專用比較器相比使用運(yùn)放比較器有以下缺點(diǎn)：

1. 運(yùn)放被設(shè)計(jì)為工作在有負(fù)反饋的線性段，因此飽和的運(yùn)放一般有較慢的翻轉(zhuǎn)速度。大多數(shù)運(yùn)放中都帶有一個(gè)用于限制高頻信號(hào)下壓擺率的補(bǔ)償電容。這使得運(yùn)放比較器一般存在微秒級(jí)的傳播延遲，與之相比專用比較器的翻轉(zhuǎn)速度在納秒量級(jí)。

2. 運(yùn)放沒有內(nèi)置遲滯電路，需要專門的外部網(wǎng)絡(luò)以延遲輸入信號(hào)。

3. 運(yùn)放的靜態(tài)工作點(diǎn)電流只有在負(fù)反饋條件下保持穩(wěn)定。當(dāng)輸入電壓不等時(shí)將出現(xiàn)直流偏置。

4. 比較器的作用為數(shù)字電路產(chǎn)生輸入信號(hào)，使用運(yùn)放比較器時(shí)需要考慮與數(shù)字電路接口的兼容性。

5. 多節(jié)運(yùn)放的不同頻率間可能產(chǎn)生干擾。

6. 許多運(yùn)放的輸入端有反向串聯(lián)的二極管。運(yùn)放兩極的輸入一般是相同的，這不會(huì)造成問題。但比較器的兩極需要接入不同的電壓，這就可能導(dǎo)致意想不到的二極管的擊穿。

單值電壓比較器的基本功能是比較兩個(gè)電壓的大小，并由輸出的高電平或低電平來反映比較結(jié)果。運(yùn)放在電路中處于開環(huán)狀態(tài)(有時(shí)還要引入正反饋來改善性能)，兩個(gè)輸入量分別施加于運(yùn)放的兩個(gè)不同的輸入端，其中一個(gè)是參考電壓Ur，一個(gè)是輸入信號(hào)Ui。當(dāng)參考電壓是0 時(shí)，也稱過零比較器。

電壓比較器主要用于比較、定時(shí)、延遲、電平轉(zhuǎn)換等，在制冷裝置上的應(yīng)用很多，例如用于溫控電路、復(fù)位電路、3min 延時(shí)比較電路等。2100433B

備案信息

備案號(hào)：2355-1992