運(yùn)算放大器和電壓比較器工作原理對比分析

時間：2024-07-18 20:00:43

關(guān)鍵字：運(yùn)算放大器電壓比較器

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[導(dǎo)讀]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。