如何区分比较器与运放及比较器的应用电路

对两个或多个数据项进行比较，以确定它们是否相等，或确定它们之间的大小关系及排列顺序称为比较。 能够实现这种比较功能的电路或装置称为比较器。 比较器是将一个模拟电压信号与一个基准电压相比较的电路。比较器的两路输入为模拟信号，输出则为二进制信号0或1，当输入电压的差值增大或减小且正负符号不变时，其输出保持恒定。

运放是运算放大器的简称。在实际电路中，通常结合反馈网络共同组成某种功能模块。由于早期应用于模拟计算机中，用以实现数学运算，故得名“运算放大器”，此名称一直延续至今。运放是一个从功能的角度命名的电路单元，可以由分立的器件实现，也可以实现在半导体芯片当中。随着半导体技术的发展，如今绝大部分的运放是以单片的形式存在。现今运放的种类繁多，广泛应用于几乎所有的行业当中。

比较器典型应用电路

1、散热风扇自动控制电路

一些大功率器件或模块在工作时会产生较多热量使温度升高，一般采用散热片并用风扇来冷却以保证正常工作。这里介绍一种极简单的温度控制电路，如图7所示。负温度系数（NTC）热敏电阻RT粘贴在散热片上检测功率器件的温度（散热片上的温度要比器件的温度略低一些），当5V电压加在RT及R1电阻上时，在A点有一个电压VA。当散热片上的温度上升时，则热敏电阻RT的阻值下降，使VA上升。RT的温度特性如图8所示。它的电阻与温度变化曲线虽然线性度并不好，但是它是单值函数（即温度一定时，其阻值也是一定的单值）。如果我们设定在80℃时应接通散热风扇，这80℃即设定的阈值温度TTH，在特性曲线上可找到在80℃时对应的RT的阻值。R1的阻值是不变的（它安装在电路板上，在环境温度变化不大时可认为R1值不变），则可以计算出在80℃时的VA值。

R2与RP组成分压器，当5V电源电压是稳定电压时（电压稳定性较好），调节RP可以改变VB的电压（电位器中心头的电压值）。VB值为比较器设定的阈值电压，称为VTH。

设计时希望散热片上的温度一旦超过80℃时接通散热风扇实现散热，则VTH的值应等于80℃时的K值。一旦VA》VTH，则比较器输出低电平，继电器K吸合，散热风扇（直流电机）得电工作，使大功率器件降温。VA、VTH电压变化及比较器输出电压Vout的特性如图9所示。这里要说清楚的是在VA开始大于VTH时，风扇工作，但散热体有较大的热量，要经过一定时问才能把温度降到80℃以下。

从图7可看出，要改变阈值温度TTH十分方便，只要相应地改变VTH值即可。VTH值增大，TTH增大；反之亦然，调整十分方便。只要RT确定，RT的温度特性确定，则R1、R2、RP可方便求出（设流过RT、R1及R2、RP的电流各为0.1～0.5mA）。

2.窗口比较器

窗口比较器常用两个比较器组成（双比较器），它有两个阈值电压VTHH（高阈值电压）及VTHL（低阈值电压），与VTHH及VTHL比较的电压VA输入两个比较器。若VTHL≤VA≤VTHH，Vout输出高电平；若VA《VTHL，VA》VTHH，则Vout输出低电平，如图10所示。图10是一个冰箱报警器电路。冰箱正常工作温度设为0～5℃，（0℃到5℃是一个“窗口”），在此温度范围时比较器输出高电平（表示温度正常）；若冰箱温度低于0V或高于5℃，则比较器输出低电平，此低电平信号电压输入微控制器（μC）作报警信号。

温度传感器采用NTC热敏电阻RT，已知RT在0℃时阻值为333.1kΩ；5℃时阻值为258.3kΩ，则按1.5V工作电压及流过R1、RT的电流约1.5 uA，可求出R1的值。R1的值确定后，可计算出0℃时的VA值为0.5V（按图10中R1=665kΩ时），5℃时的VA值为0.42V，则VTHL=0.42V，VTHH=0.5V。若设R2=665kΩ，则按图11，可求出流过R2、R3、R4电阻的电流I=（1.5V-0.5V）/665kΩ=0.0015mA，按R4×I/=0.42V，可求出R4=280kΩ再按0.5V=（R3+R4）0.0015mA， 则可求出R3=53.3kΩ。

比较器与运放的区别

比较器和运放虽然在电路图上符号相同，但这两种器件确有非常大的区别，一般不可以互换，区别如下：

（1）比较器的翻转速度快，大约在ns 数量级，而运放翻转速度一般为us 数量级（特殊的高速运放除外）。

（2）运放可以接入负反馈电路，而比较器则不能使用负反馈，虽然比较器也有同相和反相两个输入端，但因为其内部没有相位补偿电路，所以，如果接入负反馈，电路不能稳定工作。内部无相位补偿电路，这也是比较器比运放速度快很多的主要原因。

（3）运放输出级一般采用推挽电路，双极性输出。而多数比较器输出级为集电极开路结构，所以需要上拉电阻，单极性输出，容易和数字电路连接。

1、放大器与比较器的主要区别是闭环特性！

放大器大都工作在闭环状态，所以要求闭环后不能自激。而比较器大都工作在开环状态更追求速度。对于频率比较低的情况放大器完全可以代替比较器（要主意输出电平），反过来比较器大部分情况不能当作放大器使用。因为比较器为了提高速度进行优化，这种优化却减小了闭环稳定的范围。而运放专为闭环稳定范围进行优化，故降低了速度。所以相同价位档次的比较器和放大器最好是各司其责。如同放大器可以用作比较器一样，也不能排除比较器也可以用作放大器。但是你为了让它闭环稳定所付出的代价可能超过加一个放大器！

换言之，看一个运放是当作比较器还是放大器就是看电路的负反馈深度。所以，浅闭环的比较器有可能工作在放大器状态并不自激。但是一定要作大量的试验，以保证在产品的所有工作状态下都稳定！这时候你就要成本/风险仔细核算一下了。

2、放大器和比较器如出一辙，简单的讲，比较器就是运放的开环应用，但比较器的设计是针对电压门限比较而用的，要求的比较门限精确，比较后的输出边沿上升或下降时间要短，输出符合TTL/CMOS 电平/或OC 等，不要求中间环节的准确度，同时驱动能力也不一样。一般情况：用运放做比较器，多数达不到满幅输出，或比较后的边沿时间过长，因此设计中少用运放做比较器为佳。

运算放大器和比较器在线检测有何不同？

1、供电电源不同

运放：常用供电±15V；+15V；

比较器：常用供电+15V；±15V；+5V。

2、供电引脚

8脚器件相同。14脚器件：

运放：4、11为供电引脚；

比较器：3、12为供电引脚。

3、反馈回路

运放：有负反馈回路；

比较器：无负反馈回路，可能有正反馈回路，但反馈电阻为百千欧级。

4、输出端

运放：无上拉电阻，输出电压为0V或较低电压，不会出现±15V等高电平。

比较器：（常用开路集成极输出）有上拉电阻，输出仅为高、低电平（即对应电源的正、负电位），没有第三种电平值输出。

5、输入端

运放：两输入端之间电压差为0V，即等电位。

比较器：两输入端之间有明显电压差，其中之一为基准（比较）电压，其中之二为输入信号，输入信号和基准电压相等的概率近乎为0。

第5项判断准确度较高。而在故障状态，需要各项综合测量，更为准确。