引言：在設(shè)計(jì)產(chǎn)品繪制原理圖時(shí)，有時(shí)需要知道兩個(gè)信號(hào)中哪個(gè)比較大，或某個(gè)信號(hào)何時(shí)超出預(yù)設(shè)的電壓。在此情況下使用運(yùn)算放大器很容易設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單電路實(shí)現(xiàn)該功能。

由運(yùn)算放大器構(gòu)成的比較電路

在同相比較電路中，當(dāng)輸入電壓超過(guò)反相端電壓時(shí)，輸出電壓將從0轉(zhuǎn)換為高電平(正極電壓)。

在反相比較電路中，當(dāng)輸入電壓超過(guò)加在同相端參考電壓(Vref)時(shí)，輸出將從高電平轉(zhuǎn)變?yōu)榈碗娖健?/p>

實(shí)際應(yīng)用中比較兩個(gè)電壓更常用的方法是使用被稱為比較器的專用集成IC。與運(yùn)算放大器一樣，比較器具有反相輸入端、同相輸入端、地和電源端。它的原理圖與運(yùn)算放大器類似。然而，與運(yùn)算放大器不同的是，比較器沒(méi)有頻率補(bǔ)償，因此不能作為線性放大。實(shí)際上，比較器從來(lái)不使用負(fù)反饋(而經(jīng)常使用正反饋)如果負(fù)反饋用于比較器中，它的輸出將是不穩(wěn)定的。比較器被設(shè)計(jì)為高速開(kāi)關(guān)-它們有運(yùn)算放大器更快的轉(zhuǎn)換頻率和更短的延時(shí)。

運(yùn)放與比較器差異?

比較器和運(yùn)算放大器其它重要差別在于輸出電路。運(yùn)算放大器采用推挽輸出，而比較器則采用晶體管，集電極連接輸出端，發(fā)射極接地。當(dāng)比較器的同相端的電壓低于反相端電壓時(shí)，晶體管導(dǎo)通，輸出接地;當(dāng)同相端電壓高于反相端時(shí)，輸出晶體管截止。為了比較器在晶體管截止時(shí)輸出高電平，需要外接一個(gè)從正電源端到輸出端的上拉電阻，該上拉電阻相當(dāng)于晶體管的集電極電阻。在實(shí)際應(yīng)用中，上拉電阻阻值應(yīng)適當(dāng)選擇。當(dāng)阻值過(guò)小，將會(huì)過(guò)度消耗電能;阻值過(guò)大，將會(huì)削弱比較器的驅(qū)動(dòng)能力。上拉電阻典型值幾百歐到幾千歐。

比較器電路

比較器一般用于模數(shù)轉(zhuǎn)換。典型應(yīng)用是在比較器的輸入端連接帶磁性傳感器或發(fā)光二極管，另一輸入端接參考電壓，用傳感器驅(qū)動(dòng)比較器的輸出端產(chǎn)生適合驅(qū)動(dòng)邏輯電路的高/低電平。

帶遲滯的比較器

上圖所示的兩個(gè)比較器電路存在一個(gè)根本問(wèn)題：當(dāng)有一個(gè)靠近參考電壓變化很緩慢的信號(hào)出現(xiàn)時(shí)，輸出端將”神經(jīng)質(zhì)“地在高、低電平之間跳躍。在很多情況下，對(duì)電路響應(yīng)地要求并不如此講究，相反地，倒是經(jīng)常需要一個(gè)小”緩沖區(qū)“來(lái)忽略這種小信號(hào)偏差。為了得到一個(gè)這樣地緩沖，可加入正反饋來(lái)得到遲滯現(xiàn)象，以產(chǎn)生兩個(gè)不同地門限電壓(也稱觸發(fā)電平)。