如何使用比較器？運(yùn)放可以代替比較器嗎？

你知道比較器嗎？可能有人會說，它們和運(yùn)算放大器的端子數(shù)相同，電路符號相同，所以不明白其中的區(qū)別。然而，比較器是模擬電路的基礎(chǔ)，它用于模擬IC、各種傳感器、轉(zhuǎn)換器等。

一、什么是比較器？

比較器有時(shí)也稱為比較器或比較電路，這是英文單詞“compare”的詞源。雖然是分立半導(dǎo)體的一種，但一般都是和各種電路一起封裝起來作為IC使用的，而且如開頭所說，安裝在很多模擬電路中。

那么，要比較的設(shè)備是電流和電壓。比較器由五個(gè)端子組成，每個(gè)端子的作用是正輸入端（同相輸入端）、負(fù)輸入端（反相輸入端）、正電源端、負(fù)電源端和輸出端。

它與運(yùn)算放大器相同。和運(yùn)算放大器一樣，電壓加在同相輸入端和反相輸入端，但比較器比較這兩個(gè)端的電位差（外加電壓或流過電流），哪個(gè)值大誰小。會改變輸出電壓。

如開頭所說，使用與運(yùn)算放大器相同的電路符號“符號”，電源端常被省略。但是，它是比較器最重要的特性，與運(yùn)算放大器不同的是，輸出是根據(jù)兩個(gè)輸入端的值而變化的。如果是運(yùn)算放大器，輸入端基本上是同相電壓。換句話說，比較器字面上適合用于比較。因此，比較器用于比較兩個(gè)數(shù)據(jù)并查看輸入是否為所需值。

二、如何使用比較器

讓我們看看比較器的更具體的用法。如上所述，比較器通過比較施加到兩個(gè)輸入端的各自電壓來起作用，但首先，使用正輸入端或負(fù)輸入端的電壓作為參考。然后，檢測與施加在一個(gè)端子上的電壓的差異，并確定該值是“高于”還是“低于”標(biāo)準(zhǔn)。但是，一般來說，當(dāng)正極輸入端大于負(fù)極輸入端時(shí)，表示“高”，即High。反之，如果正輸入端小于負(fù)輸入端，則表示“低”，即low。

在高電平時(shí)，比較器的輸出電壓盡可能接近于零。在低電平時(shí)，輸出接近電源電壓的值。這允許您比較數(shù)據(jù)，但它不是比較器的唯一用途。通過將高電平設(shè)置為 1，將低電平設(shè)置為 0，可以將模擬輸入信號檢測為數(shù)字信號。換句話說，它還充當(dāng)模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器。

三、比較器規(guī)格

接下來，將介紹一下比較器的規(guī)格。此特性因產(chǎn)品而異，重要的是要根據(jù)您要處理的電子電路確定優(yōu)先順序。確保您理解它，以便您可以在購買時(shí)在數(shù)據(jù)表上查看它。

①速度和功耗

通常，比較器速度很快，但速度越快，它們消耗的功率就越多。這不僅限于比較器，高速設(shè)備不可避免地具有較差的經(jīng)濟(jì)性。需要根據(jù)應(yīng)用程序決定優(yōu)先考慮哪一個(gè)。近些年，一些廠商陸續(xù)推出了實(shí)現(xiàn)高速、低功耗的比較器，但價(jià)格卻高于普通產(chǎn)品。

② 輸出格式

比較器的輸出端子類型大致有兩種。一種是開放式收集器格式，另一種是推挽格式。集電極開路類型由晶體管或 FET（場效應(yīng)晶體管）組成。因此，輸出端對應(yīng)于集電極，電流的方向?yàn)橐粋€(gè)方向，流入或流出取決于極性。即使在電源電壓和負(fù)載不同的情況下也能動(dòng)作，因此對混合電壓電路有效。但是，需要外接上拉電阻或下拉電阻。推挽式具有兩個(gè)晶體管垂直排列的配置。由于有兩個(gè)晶體管，流入和流出都可以實(shí)現(xiàn)電流，不需要上拉電阻或下拉電阻。

③ 噪音的影響

降噪是電子設(shè)備的一個(gè)重要問題。尤其是在需要高精度加工的當(dāng)今時(shí)代，更是無法避免的。比較器數(shù)據(jù)表本身并沒有很多關(guān)于噪聲的規(guī)范，但是可以通過提供一個(gè)遲滯電阻來解決。

Hysteresis在希臘語中的意思是“之后發(fā)生的事情”，意思是一個(gè)動(dòng)作的結(jié)果受到過去歷史的影響。即使輸入電壓因噪聲而略有波動(dòng)，不帶遲滯電阻的比較器也可能引起快速波動(dòng)。

當(dāng)施加到兩個(gè)輸入端子的電壓差接近零時(shí)，這種情況更有可能發(fā)生。這種波動(dòng)稱為輸出振蕩，但通過使用遲滯電阻對其進(jìn)行控制，可以防止噪聲引起的波動(dòng)，或者準(zhǔn)確地說，可以最大限度地減少噪聲的影響。帶有遲滯電阻的比較器有時(shí)稱為遲滯比較器。

④ 絕對最大額定值

絕對最大額定值是一個(gè)絕對不能超過的值。這是您在購買任何電子元件時(shí)一定要檢查的項(xiàng)目。請注意不要使用超過絕對最大額定值的產(chǎn)品，因?yàn)檫@不僅會導(dǎo)致設(shè)備損壞，還會導(dǎo)致漏電。

您想用比較器檢查的絕對最大額定值是電源電壓/工作電源電壓范圍、輸入電流、同相輸入電壓范圍（可以同相施加到正/負(fù)輸入端子的電壓），工作溫度范圍等。

⑤ 輸入失調(diào)電壓

也稱為誤差電壓，它表示在正負(fù)輸入端分別施加同相電壓時(shí)，為了使輸出電壓為零，輸入端之間存在多少電壓差。理想的比較器表明偏移越小，設(shè)備越好，因此該差異為零。

⑥ 輸入偏置電流

這是指比較器工作時(shí)流入輸入端側(cè)或從輸入端側(cè)流出的電流。該值越小，器件性能越高，比較器越快，輸入偏置電流越大。

四、運(yùn)放可以代替比較器嗎？

正如我多次提到的，比較器與運(yùn)算放大器有很多相似之處。因此，使用運(yùn)算放大器作為比較器的場景很多。這是因?yàn)檫\(yùn)算放大器有時(shí)作為具有多個(gè)封裝的 IC 出售，在這種情況下，無需購買新的比較器。另一個(gè)原因是它節(jié)省了空間而不是添加比較器。一般來說，運(yùn)算放大器比專用比較器更通用且更便宜。然而，運(yùn)算放大器并不是可以取代任何電子電路的。

首先，如果要高速運(yùn)行，比較器比較合適。運(yùn)算放大器也比較快，但電路中使用了負(fù)反饋。這是比較器和運(yùn)算放大器之間的巨大區(qū)別。比較器沒有配備負(fù)反饋電路。負(fù)反饋是指反饋與輸入信號方向相反的信號，結(jié)果減去信號本身。這是穩(wěn)定輸出信號的重要功能，但反饋過程不可避免地會減慢它的速度。

此外，如上所述，比較器是一種輸出由兩個(gè)輸入端子之間的電位差決定的裝置，但一個(gè)運(yùn)算放大器通過向輸入端子施加幾乎相同的電壓來起作用。因此，如果運(yùn)算放大器的輸入端之間存在電壓差，內(nèi)部電路就會飽和，可能難以恢復(fù)。同樣，這將導(dǎo)致設(shè)備速度變慢。這樣，運(yùn)算放大器可能是也可能不是比較器的替代品。