由运算放大器构成的比较电路设计

引言：在设计产品绘制原理图时，有时需要知道两个信号中哪个比较大，或某个信号何时超出预设的电压。在此情况下使用运算放大器很容易设计一个简单电路实现该功能。

由运算放大器构成的比较电路

在同相比较电路中，当输入电压超过反相端电压时，输出电压将从0转换为高电平(正极电压)。

在反相比较电路中，当输入电压超过加在同相端参考电压(Vref)时，输出将从高电平转变为低电平。

实际应用中比较两个电压更常用的方法是使用被称为比较器的专用集成IC。与运算放大器一样，比较器具有反相输入端、同相输入端、地和电源端。它的原理图与运算放大器类似。然而，与运算放大器不同的是，比较器没有频率补偿，因此不能作为线性放大。实际上，比较器从来不使用负反馈(而经常使用正反馈)如果负反馈用于比较器中，它的输出将是不稳定的。比较器被设计为高速开关-它们有运算放大器更快的转换频率和更短的延时。

运放与比较器差异?

比较器和运算放大器其它重要差别在于输出电路。运算放大器采用推挽输出，而比较器则采用晶体管，集电极连接输出端，发射极接地。当比较器的同相端的电压低于反相端电压时，晶体管导通，输出接地;当同相端电压高于反相端时，输出晶体管截止。为了比较器在晶体管截止时输出高电平，需要外接一个从正电源端到输出端的上拉电阻，该上拉电阻相当于晶体管的集电极电阻。在实际应用中，上拉电阻阻值应适当选择。当阻值过小，将会过度消耗电能;阻值过大，将会削弱比较器的驱动能力。上拉电阻典型值几百欧到几千欧。

比较器电路

比较器一般用于模数转换。典型应用是在比较器的输入端连接带磁性传感器或发光二极管，另一输入端接参考电压，用传感器驱动比较器的输出端产生适合驱动逻辑电路的高/低电平。

带迟滞的比较器

上图所示的两个比较器电路存在一个根本问题：当有一个靠近参考电压变化很缓慢的信号出现时，输出端将”神经质“地在高、低电平之间跳跃。在很多情况下，对电路响应地要求并不如此讲究，相反地，倒是经常需要一个小”缓冲区“来忽略这种小信号偏差。为了得到一个这样地缓冲，可加入正反馈来得到迟滞现象，以产生两个不同地门限电压(也称触发电平)。