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比較器和運算放大器基礎知識

作者：佚名文章來源：本站原創點擊數：更新時間：2024/4/8

比較器是常用的器件之一，今天隨小編一起來學習下它的基本知識吧!
比較器定義：比較器是通過比較兩個輸入端的電流或電壓的大小，在輸出端輸出不同電壓結果的一種電子元件。
比較器顧名思義它是用來作比較的，它有兩個輸入端Vi+和Vi-，一個輸出端Vout。輸入端接的是模擬信號，輸出端輸出是的數字信號，輸出要么是高要么就是低，具體的高電平是任意由外接的電壓幅值來決定的。
選擇其中一個輸入端作為參考點（REF)來進行比較，（如下圖），選擇負向輸入端作為參考，當正向輸入端V1大于V2時，Vout輸出高電平，當V1小于V2時，Vout輸出低電平。

LM339比較器
我們知道比較器輸出的是“高電平“或”低電平”，那么，這個“高”和“低”到底是指多高多低呢？高是3.3V還是15V，還是其他電壓嗎？低電平是0V還是-15V還是其他電壓呢？
為了徹底搞清楚這個問題，我們一起來看下比較器的Datasheet(規格書），下圖是LM339的輸出端的電路結構，內部方框圖：

比較器LM339內部方框圖
從圖中我們可以看出比較器的輸出端是個OC門，也就是說它的集電極是開路的，這樣大家應該就知道前面說的高低電平如何確定了吧，OC輸出也就是說它的集電極是懸空的，它的上面需要接一個上拉電阻，如下圖所示：
（OC輸出：即OC門，又稱集電極開路門，Open Collector，是集電極開路的一種輸出結構）

從上圖可以看出，假如輸出的是一個高電平，那么這個高電平就是等于上拉電阻R1的VCC電壓，低電平電壓就是等于地（0V）。
即：當V1大于V2時，Vout輸出高電平，多高嗎？等于15V;
當V1小于V2時，Vout輸出低電平，多低嗎？等于0V;
所以，可以根據自已實際設計的電路需要來選擇合適的上拉電壓VCC，從而來達到輸出高電平的一個電壓；例如需要輸出5V則將輸出端上拉到5V，而低電平則由比較器的地（GND)決定，這就涉及比較器的單電源還是雙電源供電問題了，低電平電壓就等于比較器的負電源電壓。
單電源供電（如下圖）

比較器單電源供電
雙電源供電（如下圖）

比較器雙電源供電
從單電源和雙電源的供電方式對比我們知道，單電源負電壓供電是接地的；而雙電源它是接了一個負壓的；
所以，綜上所述：當你不需要輸出負電壓時，就選擇單電源供電，如果你需要輸出負電壓時就選擇雙電源供電。
總結：
1、根據輸出是否需要負電壓來選擇供電方式（不需要負壓選擇單電源供電，需要負壓選擇雙電源供電）。
2、當比較器正向輸入端電壓大于負向輸入端電壓時，輸出為高。
3、當比較器正向輸入端電壓小于負向輸入端電壓時，輸出為低。

Tags：比較器,運算放大器

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