運算放大器能被用作比較器嗎?
本文來源:電子發燒友
比較器是一個(ge) 簡單的概念-在輸入端對兩(liang) 個(ge) 電壓進行比較。輸出為(wei) 高或者低。因此,在轉換的過程中為(wei) 什麽(me) 存在振蕩?
當轉換電平緩慢改變的時候,這個(ge) 現象經常會(hui) 發生。常常是由於(yu) 輸入信號存在噪聲,因此在轉換電平附近的輕微波動會(hui) 引起輸出端的振蕩。即使輸入信號沒有噪聲,比較器本身也會(hui) 存在噪聲,比如其中的運放就存在噪聲。當輸出突然從(cong) 一個(ge) 軌轉變到另外一個(ge) 軌的時候有時也會(hui) 引入噪聲,並且會(hui) 通過電源或者輸出電路反射到輸入端。
無論原因是什麽(me) ,遲滯通常會(hui) 是一種解決(jue) 方案 - 受控正反饋。就像是猛然關(guan) 斷開關(guan) 。當你逐漸推動杆的時候,通過中心點的時候將會(hui) 猛然跳到一個(ge) 新的位置。假若沒有緩衝(chong) 的情況下,開關(guan) 會(hui) 不停振蕩並且其接觸點將會(hui) 不停地出現火花。
圖1a給出了比較電壓VR設定在2V的一個(ge) 簡單的比較器。在轉換的過程中,緩慢上升下降的輸入信號趨向於(yu) 多次觸發輸出。
在圖1b中,R1和R2在輸出端形成了一個(ge) 分壓器 - 正反饋切換門限電壓從(cong) 而形成遲滯。當一個(ge) 上升的輸入電壓達到比較電壓時候,Vo的下降沿將使門限電壓移動到一個(ge) 較低的電壓值,從(cong) 而避免噪聲引起振蕩。
遲滯的幅度是由比較器的輸出電壓擺幅VOH決(jue) 定的,VOH與(yu) 電阻分壓器的值相關(guan) 。遲滯寬度∆VT是根據輸入噪聲的大小以及振蕩的傾(qing) 向來設定的。
如圖2所示,將Vin和VR換接,就會(hui) 形成一個(ge) 具有遲滯特性的同相比較器。門限電壓會(hui) 稍有不同。要保證輸入信號是一致的。在某些電路中,輸出電平形成的反饋會(hui) 對輸入信號源引入幹擾,從(cong) 而形成振鈴和更多的振蕩。
某些比較器存在開漏(或者開集)輸出。由於(yu) 輸出電容會(hui) 減緩輸出電平升高的速率,因此這類比較器在正輸出沿形成遲滯效果有限。在你最需要門限電壓改變的時候,它將僅(jin) 會(hui) 帶來很小的門限電壓的改變。同時要意識到,取決(jue) 於(yu) 不同的元件值,遲滯網絡也會(hui) 作為(wei) 輸出負載,減小輸出電壓的擺幅。
在輸入信號的上升期和下降期,遲滯將會(hui) 形成不同的門限電壓,在某些應用中這將會(hui) 是個(ge) 劣勢。和R2串聯的電容會(hui) 臨(lin) 時改變門限電壓的值,也許會(hui) 有足夠長的時間讓輸入通過有噪聲的門限範圍。如果碰到輸入變化極其緩慢,例如電池電壓,這種方案就行不通。當輸入信號變化速率足夠快的時候,你可以嚐試這種方法。一些比較器(比如說TLV3201) 內(nei) 置了遲滯功能,不再需要外置的電阻。這是通過內(nei) 部的電路結點實現的,同時使輸入和輸出不受電路的影響。對於(yu) 大多數電路而言,這些器件的遲滯電壓帶是有效的。如果需要的話,你可以添加外部電阻。
運算放大器能被用作比較器嗎?有時候是可以的。
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