电压比较器的输出端由低电平转换到高电平,或从高电平转换到低电平时,需要一定的时间(决定电压比较器的瞬态响应),其次由于电压比较器的增益是有限的,并且存在失调电压,因此它的输入端将出现不确定电压,该不确定电压将直接影响电压比较器的灵敏度(对输入电压判别的灵敏度)。对于高性能的电压比较器来说,应具有高的开环增益A、低的失调电压和高的压摆率。

 

显然,一般的运算放大器如果工作在开环状态,也可以作为电压比较器之用。但在运放电路设计时,着重考虑其输出与输入之间的线性传输特性以及频率补偿的稳定性。因此,运放的响应时间和延迟时间往往不是很大,开环增益也不是很高。若需要高速或高灵敏度的电压比较器,采用运放来代替电压比较器,在要求比较高的设计中通常是不合适的,而需要根据具体的要求设计电压比较器。在设计电压比较器时,其直流特性的设计原则基本上与运放电路一致,而频率特性的设计与运放电路不同,通常电压比较器在开环条件下工作,因此在电路内部不需要考虑放大器闭环稳定工作的频率补偿。

 

运放是通过反馈回路和输入回路的确定“运算参数”,比如放大倍数,反馈量可以是输出的电流或电压的部分或全部。而比较器则不需要反馈,直接比较两个输入端的量,如果同相输入大于反相,则输出高电平,否则输出低电平。电压比较器输入是线性量,而输出是开关(高低电平)量。一般应用中,有时也可以用线性运算放大器,在不加负反馈的情况下,构成电压比较器来使用。

 

比较器的工作原理

电压比较器可以看作是放大倍数接近“无穷大”的运算放大器。

 

电压比较器的功能:比较两个电压的大小(用输出电压的高或低电平,表示两个输入电压的大小关系):

 

当”+”输入端电压高于”-”输入端时,电压比较器输出为高电平;

 

当”+”输入端电压低于”-”输入端时,电压比较器输出为低电平;

 

可工作在线性工作区和非线性工作区。

 

工作在线性工作区时特点是虚短,虚断;

 

工作在非线性工作区时特点是跳变,虚断;

 

由于比较器的输出只有低电平和高电平两种状态,所以其中的集成运放常工作在非线性区。从电路结构上看,运放常处于开环状态,又是为了使比较器输出状态的转换更加快速,以提高响应速度,一般在电路中接入正反馈。