Was ist der Unterschied zwischen einem Differenzial-Operationsverstärker und einem Komparator? Ich weiß, ein Komparator kann mir nur zwei Werte geben (die Versorgungswerte).
Der differentielle Operationsverstärker verstärkt die Differenz zwischen den Eingängen ... aber sollte ein Komparator dann nicht dasselbe tun? Was ist der spezifische Unterschied?
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differential
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Antworten:
In erster Näherung gibt es keinen Unterschied. Eine ähnliche Frage könnte lauten: "Was ist der Unterschied zwischen einem Gleichstrommotor und einem Generator?" Beides funktioniert in jeder Funktion, aber jedes ist so optimiert, dass bestimmte Qualitäten auf Kosten anderer je nach der beabsichtigten Anwendung maximiert werden.
Vergleichen wir das interne Schema für einen gemeinsamen Operationsverstärker TL072 und einen gemeinsamen Komparator LM339 :
TL072
LM339
Gemeinsame Dinge:
Unterschiede:
Der TL072 verwendet JFETs für den Eingang. Dies liegt daran, dass JFETs eine extrem hohe Eingangsimpedanz liefern, was für einen Operationsverstärker wünschenswert ist. Die meisten Operationsverstärker-Analysen gehen davon aus, dass die Vorspannungsströme (die durch die Eingänge fließenden Ströme) Null sind, dies gilt jedoch nur in dem Maße, in dem die Eingangsimpedanz unendlich ist. Für einen Komparator möchten Sie eine hohe Eingangsimpedanz, um zu vermeiden, dass die Quelle übermäßig belastet wird. Es ist jedoch nicht so wichtig, dass die Eingangsimpedanz sehr hoch ist.
Der LM339 hat einen Open-Collector- Ausgang. Für einen Komparator ist dies gut, da er über einen Pull-up-Widerstand eine Schnittstelle mit einer beliebigen Anzahl von Ausgangsspannungen bildet oder einen Kabel- oder Bus trivial implementiert. Sie möchten dies nicht für einen Operationsverstärker, weil Sie normalerweise möchten, dass ein Operationsverstärker den Strom so gut liefert wie ihn senkt, sodass Ihre Ausgangswellenform symmetrisch ist. Beachten Sie den NPN-PNP-Gegentaktpaarausgang von TL072.
Der LM339 kann den Ausgang aufgrund seines Open-Collector-Ausgangs auf 0,2 V oder auf senken . TL072 spezifiziert einen Ausgangsspannungshub von bei wenn die Last weniger als beträgt .Vc c ± 10 V Vc c = 15 V 2 k Ω
Ein erfahrener IC-Designer könnte wahrscheinlich mehr Unterschiede aufzeigen, als nur das Schema. Ich bin nicht einer von denen, aber ich kann die Unterschiede in den Datenblättern sehen. Zum Beispiel sehe ich kein Gleichtakt- oder Netzteilunterdrückungsverhältnis, keine harmonische Verzerrung oder keine Rauschzahl, die für den LM339 angegeben wurden. Diese Parameter könnten für einen Komparator gemessen werden und sind in jedem Datenblatt eines Operationsverstärkers zu finden. Für eine Komparatoranwendung sind diese Parameter jedoch nicht besonders relevant, sodass sie nicht angegeben werden und, falls sie vorhanden sind, wahrscheinlich sehr wichtig sind Arm.
In jedem Fall können Sie einen Operationsverstärker als Komparator oder einen Komparator als Operationsverstärker verwenden, wenn Ihre Anforderungen nicht sehr hoch sind. In Anbetracht des Unterschieds in der Spezifikation der Teile ist es möglicherweise nicht möglich, anhand der Spezifikationen zu erkennen, wie diese überhaupt funktionieren werden.
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Sie sind die gleichen, wenn Sie den Differenzverstärker in Sättigung betreiben . Dann übernimmt er die Funktion des Komparators.
Aber im Grunde ist der Differenzverstärker ein Verstärker, der ihn zu ANALOG DOMAIN bringt
Ein Komparator liefert den Vergleich der Eingangsspannung mit einer Referenzspannung und liefert entweder Vdd oder Vss . Durch dieses binäre Verhalten wird DIGITAL DOMAIN übernommen .
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TI Application Report Operationsverstärker und Komparatoren - Verwechseln Sie sie nicht! 1 bietet einen informativen Vergleich zwischen Operationsverstärkern und Komparatoren. Zusammenfassung der im Bericht hervorgehobenen Punkte:
Die Ausgänge der Komparatoren sind manchmal ein offener Kollektor / Drain für den digitalen Betrieb. Die Ausgänge mehrerer Komparatoren können miteinander verbunden werden, um ein NAND-Gatter zu bilden:
Der Ausgang eines Operationsverstärkers ist jedoch immer analog und für den linearen Betrieb vorgesehen.
Komparatoren werden im Allgemeinen mit einer offenen Schleife betrieben, während Operationsverstärker im Allgemeinen mit einer geschlossenen Schleife betrieben werden. Ein Komparator kann mit einer geschlossenen Schleife verwendet werden, um eine Hysterese hinzuzufügen.
Insgesamt werden Operationsverstärker für den linearen Betrieb und Komparatoren für den Spannungsvergleich empfohlen. Es ist möglich , bestimmte Operationsverstärker als Komparatoren mit einer Konfiguration mit offenem Regelkreis zu verwenden, aber die Leistung in einem solchen Modus ist im Vergleich zu einem Komparator schlecht und / oder unvorhersehbar. Und einige Operationsverstärker können zerstört werden, wenn sie in einer solchen Konfiguration verwendet werden.
1 Seltsamerweise kann das Dokument (Lit.-ID SLOA067) nicht über den normalen Literaturlink ( http://www-s.ti.com/sc/techlit/sloa067 ) oder über die Suche nach dem Titel oder der Literatur-ID auf der Website von TI gefunden werden . Ich habe also eine Kopie des Dokuments von einer anderen Site verlinkt.
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Auf Englisch:
Ein Komparator gibt einen Booleschen / Digitalen Wert zurück: 0, wenn Eingang A höher als Eingang B ist, andernfalls 1.
Ein differentieller Operationsverstärker gibt einen analogen Wert aus: die Differenz zwischen den Eingängen, multipliziert mit einem op-amp-spezifischen Multiplikator (der Verstärkung).
In Mathe:
Ein Differenzial-Operationsverstärker hat folgende Funktion:
Ein Komparator sieht eher so aus:
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Für den praktischen Systemaufbau können Sie einen Operationsverstärker als Komparator verwenden, wenn Sie keine sehr hohe Leistung benötigen. Da Komparatoren in der Regel für die digitale Logik ausgelegt sind, ist es einfacher, logikkompatible Komparatoren zu finden (z. B. mit einem Ausgang von 0 oder 5 V). Außerdem machen einige Operationsverstärker seltsame Dinge, wenn sie gesättigt werden dürfen, da sie für die Verwendung in Konfigurationen mit geschlossenem Regelkreis ausgelegt sind. Beispielsweise können sie sich nur langsam erholen, was für die meisten Komparatoranwendungen unerwünscht ist.
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