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运算放大器为什么不能用作比较器

时间:2018-01-02 10:00来源:未知 作者:y930712 点击:
运算放大器为什么不能用作比较器 1、速度不同 大多数比较器速度都很快,不过很多运算放大器速度也很快。为什么将运算放大器用作比较器时会造成低速度呢? 比较器用于大差分输入

运算放大器为什么不能用作比较器
1、速度不同
大多数比较器速度都很快,不过很多运算放大器速度也很快。为什么将运算放大器用作比较器时会造成低速度呢?
比较器用于大差分输入电压,而运算放大器工作时,差分输入电压一般会在负反馈的作用下降至最低。当运算放大器过驱时,有时仅几毫伏也可能导致过载,其中有些放大级可能发生饱和。这种情况下,器件需要相对较长的时间从饱和中恢复,因此,如果发生饱和,其速度将比始终不饱和时慢得多(参见图1)。

图1:放大器用作比较器时的放大器速度饱和效应
过驱运算放大器的饱和恢复时间很可能远远超过放大器的正常群延迟,并且通常取决于过驱量。由于仅有少数运算放大器明确规定从不同程度过驱状态恢复所需的时间,因此,一般说来,有必要根据特定应用的具体过驱情况,通过实验确定放大器的特性。
对这类实验的结果应持谨慎态度,通过比较器(运算放大器)的传播延迟值(用于最差条件下的设计计算)应至少为所有实验中最差值的两倍。
2、输出作用不同
比较器的输出端用于驱动特定逻辑电路系列,运算放大器的输出端则用于在供电轨之间摆动。
通常,运算放大器比较器驱动的逻辑电路不会共用运算放大器的电源,运算放大器轨到轨摆动可能会超出逻辑供电轨,很可能会破坏逻辑电路,引起短路后还可能会破坏运算放大器。
有三种逻辑电路必须考虑,即ECL、TTL和CMOS——
❶ECL是一种极快的电流导引逻辑系列。基于上述原因,当应用中涉及ECL的最高速度时,运算放大器不太可能会用作比较器,因此,通常只需注意从运算放大器的信号摆幅驱动 ECL逻辑电平,因杂散电容造成的额外速度损失并不重要。只需采用三个电阻即可,如图 2所示。

图2:驱动ECL逻辑电路的运算放大器比较器
图中选用了R1、R2和R3,当运算放大器输出为正值时,栅级电平为–0.8 V,当输出较低 时,栅级电平为–1.6 V。ECL有时候采用正电源而不是负电源(即另外一个供电轨接地),采用的基本接口电路相同,但是数值必须重新计算。
❷❸虽然CMOS和TTL输入结构、逻辑电平和电流差别很大(尽管有些CMOS明确规定可以采用 TTL输入电平工作),但由于这两种逻辑电路都在逻辑0(接近0 V)和逻辑1(接近5 V)时工作,因此非常适合采用相同的接口电路。
(责任编辑:admin)

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