Diferansiyel op amp ve karşılaştırıcı arasındaki fark

18

Diferansiyel op amp ve bir karşılaştırıcı arasındaki fark nedir? Bir karşılaştırıcı bana sadece iki değer (tedarik değerleri) verebilir biliyorum.

Diferansiyel op amp, girişler arasındaki farkı artırır ... ancak bir karşılaştırıcı aynı şeyi yapmamalı mı? Spesifik fark nedir?

operational-amplifier comparator differential

— user25282
kaynak

Texas Instruments'ın bu konuda bir uygulaması vardı, ama artık bulamıyorum. Başlık "Op-amp'ler ve karşılaştırıcılar: onları karıştırmayın" çizgisinde bir şeydi.

— Renan

SLOA067'ydi, ancak siteden kaldırdılar. İnternette uzun bir hafıza var. bytebucket.org/intelligentagent/replicape/raw/…

— Fizz

Ayrıca aşağıdaki Null'un cevabına ve bunun altındaki yorumuma bakın .

— Fizz

20

İlk yaklaşım olarak, bir fark yoktur. Benzer bir soru, "DC motor ve jeneratör arasındaki fark nedir?" Her ikisi de her iki kapasitede de çalışır, ancak her biri, amaçlanan uygulamaya göre belirli nitelikleri başkalarının pahasına maksimize etmek için optimize edilmiştir.

En yaygın op-amp, iç şemayı karşılaştıralım TL072 ve ortak karşılaştırıcı, LM339 :

TL072

TL072 şeması

LM339

LM339 şeması

Ortak şeyler:

diferansiyel çifti girişi
çok yüksek kazanç

farklılıklar:

TL072 giriş için JFET kullanır. Bunun nedeni, JFET'lerin bir op-amp için arzu edilen son derece yüksek giriş empedansı sağlamasıdır. Çoğu op-amp analizi, sapma akımlarının (girişler boyunca hareket eden akımlar) sıfır olduğunu varsayar, ancak bu sadece giriş empedansının sonsuz olduğu ölçüde doğrudur. Bir karşılaştırıcı için, kaynağı aşırı yüklemekten kaçınmak için yüksek giriş empedansı istersiniz, ancak giriş empedansının çok yüksek olması çok önemli değildir .
LM339'un açık kollektör çıkışı vardır. Bir karşılaştırıcı için bu iyidir, çünkü bir çekme direnci yoluyla herhangi bir sayıda çıkış voltajıyla arayüz oluşturmasına veya önemsiz olarak bir kablolu veya veri yolu uygulamasına izin verir. Bunu bir op-amp için istemezsiniz, çünkü genellikle, bir op-amp'in akımı batırma kadar iyi olmasını istersiniz, böylece çıkış dalga formunuz simetriktir. TL072'nin NPN-PNP itme-çekme çifti çıkışına dikkat edin.
LM339 0.2V veya yüksek olarak düşük çıktı olarak çekebilir açık kolektör çıkışı sayesinde,. TL072 , yük düşük olduğunda olduğunda bir çıkış gerilimi salınımı belirtir . $V_{cc}$ $\pm 10V$ $Vcc = 15V$ $2k\Omega$

Deneyimli bir IC tasarımcısı muhtemelen sadece şematikten daha fazla farklılığa işaret edebilir. Ben onlardan biri değilim, ama veri sayfalarındaki farklılıkları görebiliyorum. Örneğin, LM339 için hiç ortak bir mod veya güç kaynağı reddetme oranı, harmonik bozulma veya gürültü rakamı görmüyorum. Bunlar bir karşılaştırıcı için ölçülebilir ve bunları her op-amp veri sayfasında bulabilirsiniz, ancak bir karşılaştırıcı uygulaması için bu parametreler özellikle ilgili değildir, bu nedenle belirtilmezler ve eğer olsaydı, muhtemelen çok yoksul.

Bu nedenle, gereksinimleriniz çok zorlayıcı değilse, her durumda, karşılaştırıcı olarak bir op-amp veya op-amp olarak bir karşılaştırıcı kullanabilirsiniz. Parçaların nasıl belirtildiği arasındaki fark göz önüne alındığında, teknik özelliklerden nasıl çalışacağını bilmek mümkün olmayabilir.

— Phil Frost
kaynak

Ben bir diferansiyel Op.amp olarak Lm339 hayal zor bir zaman yaşıyorum .. Açık kollektör çıkışı sadece yüksek veya düşük 2 değerleri izin verir ..

— user25282

@ user25282 açık kollektör çıkışının bununla hiçbir ilgisi yoktur. Temel A sınıfı ortak yayıcı amplifikatörü açık kollektör çıkışı gibidir, ancak transistör aktif bölgede çalışmaktadır. Bu istenen bir çalışma modu değildir, bu yüzden kazanç çok yüksektir: girişlerin bu duruma neden olma olasılığını azaltmak. Bu nedenle, çalışmasını sağlamak için olumsuz geri bildirimlere ihtiyacınız olacak. Aynı şey bir op-amp için de geçerlidir.

— Phil Frost

1

Kullanıcı LM289 ve LM324, AFAIK'ın aynı tasarımcılardan aynı anda (uzun zaman önce) geldiği çok benzer cihazlardır, ancak 1'inci bir karşılaştırıcı ve 2'si bir opamptır. Erken Lm339 ap-notlarına bakın ve düşük bant genişliği opampı olarak kullanmak için ccts bulacaksınız. Karşılaştırıcı temiz geçiş için optimize edilmiştir ve doğrusal koşullar altında doğrusallık ve kararlılığa daha az dikkat edilebilir.

— Russell McMahon

1

@ user25282 Aslında, bağlı LM339 veri sayfasına göz atın; Şekil 33'te üçgen dalga çıkışlı bir VCO vardır. LM339'dan yüksek veya düşük dışında çıkışlara sahip olabileceğinizin kanıtı.

— Phil Frost

1

@sandos Açık kollektör çıkışlı bir karşılaştırıcıysa, tam tersi: kapıyı zemine çekmek iyi, ancak Vcc'ye kadar çekmek bir çekme direncinin empedansından geçmeyi gerektirir. Bir op-amp daha iyi olabilir, ancak tüm op-amp'lar kapasitif yükleri sürmekte iyi değildir. Ancak bir MOSFET geçidini sürmek için gerçekten en iyi çözüm bir MOSFET geçidi sürücüsü IC'sidir.

— Phil Frost

6

Eğer işletmek Onlar aynıdır Diferansiyel amplifikatör içinde Doygunluk o zaman Karşılaştırıcısı işlevini gerçekleştirir ...

Ama temel olarak, Diferansiyel Amplifikatör, onu ANALOG DOMAIN alanına götüren bir Amplifikatördür

Bir karşılaştırıcı, Giriş Voltajının bir Referans Voltajla karşılaştırılmasını sağlar ve Vdd veya Vss beslemesini verir , bu ikili davranış bunu DIGITAL DOMAIN içine alır .

— vvy
kaynak

3

Kavramsal olarak karşılaştırıcı farklı şekilde optimize edildiğinden aynı ancak her zaman değiştirilemez.

— Scott Seidman

yani ... Bir karşılaştırıcı çıkışı nasıl sadece Vcc + ve Vcc- verir

— user25282

1

Bir karşılaştırıcı, çıkış aşamasının doygunluğundan hızlı bir şekilde kurtarmak için optimize edilmiştir, bu da hız için iyidir. Çoğu karşılaştırıcıda açık bir toplayıcı veya açık tahliye çıkış aşaması vardır, bu pencere karşılaştırıcılarını veya kolay OR'ing'i kolaylaştırır.

— jippie

@ user25282 + Vcc ve -Vcc, bir amplifikatör (işlevsel) kullanarak karşılaştırıcı yapıp yapmadığımızı sorgular . Kazanımı çok yüksek yaptığınızda (genellikle açık döngüde op-amp kullanarak) amplifikatör, en az voltaj farkı olsa bile hızla doygunluğa geçer.

— vvy

@vvy i puanını görüyorum .. Aol çok yüksek olduğundan küçük değişiklikler doygunluğa gidecek .. ama fark op ne olacak. amp cirquitry .. Dirençler tarafından kontrol ediliyor mu, olmalı ..

— user25282

6

TI Uygulama Raporu Op Amp ve Karşılaştırıcılar - Onları karıştırmayın! ^{Şekil 1} , op amperlerin karşılaştırıcılara karşı bilgilendirici bir karşılaştırmasını sağlar. Raporda vurgulanan hususların özeti:

Karşılaştırıcıların çıkışları bazen dijital çalışma için açık bir toplayıcı / drenajdır. Bir NAND geçidi oluşturmak için birden fazla karşılaştırıcının çıkışı birbirine bağlanabilir:

Ancak, bir op amp çıkışı her zaman analogdur ve doğrusal çalışma içindir.
Karşılaştırıcılar genellikle açık bir döngü ile çalıştırılırken, op amp'ler genellikle kapalı bir döngü ile çalıştırılır. Bir karşılaştırıcı olabilir gerçi, histerezis eklemek için bir kapalı döngü ile kullanılabilir:

$V_{'H} = \frac{{R,}_{P}}{{R,}_{P} + {R,}_{'H}}$ $V_H = \frac{R_P}{R_P + R_H}$
Bir op amp, açık bir döngü için yapılandırıldığında karşılaştırıcı olarak kullanılabilir, ancak bu önerilmez:

Kapalı döngü çalışması için tasarlanan bir op amp, kapalı döngü uygulamaları için optimize edilmiştir. Bir op amp açık döngü kullanıldığında sonuçlar tahmin edilemez. Texas Instruments dahil hiçbir yarı iletken üreticisi, bir açık döngü uygulamasında kullanılan bir op amp'in çalışmasını garanti edemez veya garanti edemez. Op amperlerde kullanılan analog çıkış transistörleri, analog dalga formlarının çıkışı için tasarlanmıştır ve bu nedenle büyük doğrusal bölgelere sahiptir. Transistörler, doygunluktan önce lineer bölgede aşırı bir zaman harcayacak, bu da yükselme ve düşme sürelerini uzatacaktır.

...

Bir op-amp çıkış aşamasının tasarımı, hızlı tepki süresine sahip bir karşılaştırıcıya ihtiyaç duyan tasarımcı için kötü bir haber. Op-amp çıkış aşamaları için kullanılan transistörler anahtarlama transistörleri değildir. Analog dalga formlarının doğru gösterimini sağlamak için tasarlanmış doğrusal cihazlardır. Doygun olduklarında, sadece beklenenden daha fazla güç tüketmekle kalmazlar, aynı zamanda mandallanabilirler. İyileşme süresi çok tahmin edilemez olabilir. Bir grup cihaz mikrosaniye içinde, bir başka grup 10 milisaniye içinde toparlanabilir. Test edilemediği için toparlanma süresi belirtilmedi. Cihaza bağlı olarak, hiç iyileşmeyebilir. Çıkış transistörlerinin kaçak imhası, bazı raydan raya cihazlarda belirgin bir olasılıktır.

_{"Op Amp ve Karşılaştırıcılar - Bunları Şaşkın Etmeyin!", Bruce Carter, s. 7-8}

Genel olarak, lineer çalışma için op amper ve voltaj karşılaştırması için karşılaştırıcılar önerilir. Bu mümkün olan bir açık döngü konfigürasyonu ile karşılaştırıcı olarak belirli bir operasyon amper kullanımı, ancak bu tür bir modda performans karşılaştırıcı ile karşılaştırıldığında zayıf ve / veya tahmin edilemez olacaktır. Ve böyle bir konfigürasyonda kullanıldığında bazı op amplifikatörler yok edilebilir.

¹ Garip bir şekilde, belge (literatür kimliği SLOA067) normal literatür bağlantısında ( http://www-s.ti.com/sc/techlit/sloa067 ) ne de TI'nin web sitesinde başlık veya literatür kimliği arayarak bulunamaz , başka bir siteden belgenin bir kopyasına bağlandım.

— Boş
kaynak

1

Ben SLOA067 yok olmasının nedeni malzeme de (Herkes için Op Amp) Bruce Carter'ın kitabı göründüğünü düşünüyorum books.google.com/books?id=nnCNsjpicJIC&pg=PA536 Ayrıca SLOA067 yazarıydı. Analog Devices'ın benzer bir uygulama notu var: analog.com/media/en/technical-documentation/application-notes/…

— Fizz

1

@RespawnedFluff Ah, iyi bul! Muhtemelen budur.

— Boş

1

İngilizcede:

Bir karşılaştırıcı bir boole / dijital değeri döndürür: A girişi B girişinden yüksekse 0, aksi takdirde.

Bir diferansiyel op-amp bir analog değer üretir: girişler arasındaki fark, op-amp'a özgü bir çarpanla (amplifikasyon) çarpılır.

Mathy'de:

Bir diferansiyel op-amp bu fonksiyona benzer:

f (i_{1}, i_{2}) = | i_{1} - i_{2} | \cdot m

$f(i_1, i_2) = | i_1 - i_2 | \cdot m$

$f$ $i_1$ $i_2$ $m$ op-amp'e özel bir çarpan.

Bir karşılaştırıcı daha çok şöyledir:

f (i_{1}, i_{2}) = {\begin{cases} 0, & i_{1} < i_{2}, \\ 1, & i_{1} \geq i_{2} \end{cases}

$f(i_1,i_2)=\begin{cases} 0, & i_1 < i_2, \\ 1, & i_1 \ge i_2 \end{cases}$

Ahh ... Karşılaştırıcı .. So .. AOL (c-0) = + Vss AOL (-c-0) = -Vss topraklandığından her zaman bir girişi var

— user25282

2

@ user25282 - Bir karşılaştırıcının bir girişinin topraklanmasını gerektirecek hiçbir neden yoktur. Karşılaştırıcıya girişler, veri sayfasında belirtildiği gibi Giriş Ortak Mod Voltajı aralığı boyunca voltaj seviyelerine bağlantılarda kullanılabilir. Konu olarak, karşılaştırıcılar çoğunlukla daha fazla negatif güç pimlerini GND'ye bağlarlar ve daha sonra bir girdi GND'ye bağlanırsa, karşılaştırıcı "karşılaştırma" işlevselliği için işe yaramaz hale gelir.

— Michael Karas

1

Pratik sistem tasarımı için, çok yüksek performansa ihtiyacınız yoksa bir op amp'i karşılaştırıcı olarak kullanabilirsiniz. Ancak, karşılaştırıcılar dijital mantığa girecek şekilde tasarlandıklarından, mantık uyumlu karşılaştırıcılar bulmak daha kolaydır (örneğin, 0 veya 5V çıkışlı). Ayrıca, bazı op amperlerin doymasına izin verildiğinde garip şeyler yaparlar, çünkü kapalı döngü konfigürasyonlarında kullanılmak üzere tasarlanmıştır. Örneğin, çoğu karşılaştırma uygulaması için arzu edilmeyen, iyileşmesi yavaş olabilir.

— Zuofu
kaynak