运算放大器与比较器详解

运算放大器解析

1.  虚短

正极和负极相当于短路，实际上没有短。

运放内部的这个电阻相对外部的 输入电阻来说是个有限值。外部无穷大的电阻和这个有限制串起来，这个有限的电阻值相对于无穷大的外部电阻而言相对于是短路的。

这种情况我们称为虚短。

2. 虚断

正极和负极相当于断路，实际上没有断。

由于运放本身的放大倍数很大，估计有几十万倍，因此要把很大部分反馈回来，让输出得到我们想得到的放大倍数。

这就等效成输入量特别特别地小，很小的电流流入了运放，这时候输出也很小，这样才到达输出有限值的放大倍数，输出量绝大多数被返回来了，返回来之后又跟输入量中和，

输入运放本身的电流特别地小，就等效于输入电阻特别地大，我们就把这种情况称为虚断。

比较器解析

什么叫比较器：顾名思义就是把正输入端和负输入端的两种电压进行比较。

如果V1的电压大于V2的电压，则VOUT输出高电平，如果V1的电压小于V2的电压，则VOUT输出低电平。

如果V1的电压等于V2的电压，那么VOUT输出高低不确定，出现震荡。

所以设计比较器时候尽量不要让V1=V2。

比较器的输入阻抗很大，兆欧级别，相当于输入线是断路的，但是线上还是有电压的，这个电压就是输入V1这个电压，几乎没有输入电流，

V2的输入阻抗也是无穷大的，所以正负输入端串的这两个输入电阻可以随便选，K级别的。

 

1. 比较器是OC输出的，必须接个上拉电阻

 

运算放大器与电压比较器有什么区别

1. 衡量一个比较器的快慢，看它的饱和区域就可以，如果放大区域越窄，则比较器越快。电压比较器主要是利用饱和导通区域的。

即电压比较器是工作在饱和区，放大区我们希望它越窄越好。

2. 如果是运放的话，放大区是比较宽的，因为运放是工作在放大区里面。

3. 运放是抑制共模电压，放大差模电压的，共模电压就是同相端或反向端对地的电压，差模电压就是同相端和反向端之间的电压。

理想状态下，当VIN+与VIN-之间的电压为0V时，VOUT应该是0V，因为运放放大的就是差模电压。如果VIN+与VIN-之间的电压不是0V时，VOUT非0V。

从VIN+与VIN-相等开始，缓慢的调整VIN+及VIN-，使其有差值，调到VOUT不等于0，此时的VIN+及VIN-的这个差值叫差分输入的offset电压。我们希望这个offset电压越接近0V越好，offset电流越接近0mA越好。

4. 运放的输出电压不能超过电源电压，否则输出波形会失真。

5. 运放输入信号是中频信号。运放能接受的信号频率是有个范围的，例如，输入1KHz的方波，输出得到一个幅值放大的梯形波；随着

输入频率加大，方波的频率越来越缓，输出变成三角波，然后变成幅值降低的三角波。高速运放可以把输出的方波的沿做得很陡。

每一个运放规格书上都一个输入信号的频率（Channel Separation）。

6. 运放有一个速度参数，表现为输入输出波形的斜率变化。例如输入的波形为一个方波，输出波形的方波斜率就没有那么陡了。

速度越慢的运放，输出波形的斜率越小。

7. 为什么运放可以抑制共模电压，是因为在共模信号时运放等效成一个共模电阻（CMR），这时它们的阻值很大，这时共模信号过来的

时候产生的影响就很小。

8. 运放的带宽问题

10. 运放是推挽输出的，带载能力还是挺强的，如果是负载不是很重，可以直接用运放直接驱动负载，如果负载很大，可以在运放的输出端接一个电流放大电路。

11.什么是运放的轨到轨rail to rail？输出的电压接近于电源电压就叫rail to rail。毕竟运放里面的有PN压降。