運(yùn)算放大器和電壓比較器工作原理對比分析
一直以來,運(yùn)算放大器都是大家的關(guān)注焦點(diǎn)之一。因此針對大家的興趣點(diǎn)所在,小編將為大家?guī)磉\(yùn)算放大器的相關(guān)介紹,詳細(xì)內(nèi)容請看下文。
一、運(yùn)算放大器和電壓比較器工作原理對比分析
運(yùn)算放大器和電壓比較器在原理符號上確實(shí)是一樣的,都有5個引腳,其中兩個引腳為電源+和電源-,還有兩個引腳為同相輸入端(+)和反向輸入端(-),最后一個引腳是輸出端。
但是它們的功能是不一樣的,運(yùn)放的功能及用途更復(fù)雜,而比較器就相對簡單得多。
電壓比較器
下面簡單講解一下比較器的基本原理,比較器的原理挺簡單,目的是比較兩個輸入端的電壓大小,若正輸入端的電壓為a,負(fù)輸入端的電壓為b,則當(dāng)a>b時,輸出為高電平(邏輯1);當(dāng)a<b時,輸出為低電平(邏輯0)。
下面結(jié)合原理圖進(jìn)行說明,如下圖原理圖,比較器輸入端的電壓為IN1、IN2,供電為VCC/GND,上拉電阻1K,上拉電壓為VCC。
當(dāng)輸入電壓IN1>IN2時,即正輸入端的電壓較高,輸出高電平(VCC);
當(dāng)輸入電壓IN2>IN1時,即負(fù)輸入端的電壓較高,輸出低電平(0V)。
比較器的用途很廣,可用于比較熱敏電阻、光敏傳感器等電壓信號,用于離散量控制,比如通過比較器采集光敏電阻的電壓判斷白天還是夜晚等,比較器還可以用于模擬量負(fù)反饋電路當(dāng)中,比如電壓調(diào)節(jié)等。
運(yùn)算放大器
運(yùn)放的用途很多,基本的運(yùn)放電路有同相比例放大電路、反相比例放大電路、加法器、減法器、差分比例運(yùn)算電路、微分電路、積分電路等,掌握這些基本的集成運(yùn)放電路原理,基本上可以區(qū)分電路圖中符號一樣的電路符號屬于比較器還是運(yùn)放。
一般情況下,運(yùn)放都會在輸出端與輸入端之間串聯(lián)一個電阻用于反饋,而一般情況下電壓比較器輸出端與輸入端之間是沒有電阻的,絕大部分電路都可以通過此區(qū)別來區(qū)分,但是也有特殊情況,這要根據(jù)具體原理具體分析了。
比如運(yùn)放也可以當(dāng)比較器使用,其輸出端與輸入端之間開環(huán)(不接反饋電阻),使用運(yùn)放當(dāng)比較器其別在于不用上拉電阻,當(dāng)IN1>IN2時,輸出電壓為VCC(運(yùn)放電源電壓),當(dāng)IN1<IN2時,輸出電壓為0。
總結(jié):專業(yè)基礎(chǔ)扎實(shí),掌握電壓比較器和運(yùn)放的基本電路之后,基本上直接就能夠判別原理屬于運(yùn)放還是比較器,只有少量的特殊情況需要具體分析,通過專業(yè)知識分析其原理很快就能夠判別其屬于運(yùn)放還是比較器。
二、運(yùn)算放大器采樣保護(hù)電路+峰值檢波分析
1、采樣保持電路
采樣保持電路用來采樣并保持一個模擬信號,以便分析它或在需要時將之轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字信號。在電路(a)中,開關(guān)起采樣/保持控制作用。當(dāng)開關(guān)閉合,采樣開始,開關(guān)斷開,采樣結(jié)束。此時,輸入電壓將實(shí)時存儲在電容上。運(yùn)算放大器作為單位增益放大器(緩沖),傳送電容的電壓到輸出端,防止電容放電(在理想運(yùn)算放大器的輸入端沒有電流流入)。采樣電壓能保持多久,取決于電容的漏電流。使用低輸入偏置電流的運(yùn)算放大器(如FET運(yùn)算放大器),可讓漏電流最小。在其它兩個電路中,采樣/保持開關(guān)用一個電控開關(guān)代替。(b)用雙向開關(guān),(c)用MOSFET開關(guān)。最適用于采樣/保持的電容器為聚四氟乙烯、聚乙炔和聚碳酸酯介質(zhì)電容器。
2、峰值檢波
該電路最為峰值檢波器,跟隨輸入電壓信號并存儲其最大電壓到電容上。下圖電路的運(yùn)算放大器作為緩沖器,“檢測”電容的電壓并輸出,防止電容放電。二極管防止當(dāng)輸入電壓低于存儲的峰值電壓時電容放電。第二個電路是更加實(shí)用的峰值檢波器,它外加一個運(yùn)算放大器使得檢波器更靈敏,并把電容的電壓反饋到反相輸入端,以補(bǔ)償二極管的壓降(0.6V左右)。換句話說,它是一個有源整流器。該電路還外加一個開關(guān)來復(fù)位檢波器。通常,用FET代替二極管,同F(xiàn)ET門作為復(fù)位開關(guān),減少電容的容量可加速對Vin的充電反應(yīng)時間。
最后,小編誠心感謝大家的閱讀。你們的每一次閱讀,對小編來說都是莫大的鼓勵和鼓舞。最后的最后,祝大家有個精彩的一天。