電壓比較器能當運算放大器用嗎

搞電子設計的朋友都知道，在要求不高的場合，可以用運算放大器代替電壓比較器使用，但反過來能把電壓比較器當運算放大器用嗎？我們先來看一下模擬。筆者選擇一片常用的比較器LM393，用Multisim11。0軟體進行模擬。在查閱LM393資料手冊時，意外發現ST公司官方推薦的一個電路圖，如圖1所示。這是比較器用作低頻放大器時的推薦電路，那就用它來做試驗吧！

圖1 ST公司推薦LM393作放大器的電路圖

在Multisim軟體中建立圖2所示的模擬環境，用虛擬的安捷倫訊號發生器和示波器觀察模擬結果。

圖2 Multisim模擬電路圖

輸入訊號為峰峰值50mV、頻率10Hz的正弦波，這時輸出訊號正常放大，無失真，放大倍數為1。79×1000/17。68=101。2，與理論值101相符。

保持輸入訊號幅度不變，頻率增加到50Hz，此時輸出波形已經失真，曲線變得尖銳和陡峭，測量失真度達6。339%。

圖3 輸入訊號為10Hz時的模擬結果

圖4 輸入訊號為50Hz時的模擬結果

保持輸入訊號幅度不變，頻率繼續增加到100Hz，此時輸出波形已經嚴重失真，幅度也減小很多，有向三角波發展的趨勢，失真度高達22。430%。

圖5 輸入訊號為100Hz時的模擬結果

綜上可見，比較器用作放大器的條件是很苛刻的，頻率要求要很低，也就沒什麼實用價值了！為什麼會出現這種現象呢？還得從比較器的內部電路說起。雖然比較器也有同相和反相兩個輸入端，但因為其內部沒有相位補償電路，如果接入負反饋，電路可能不會穩定工作。內部無相位補償電路，這也是比較器比運放速度快很多的主要原因。另外，比較器的設計目的是針對電壓門限比較而用的，要求的門限電平精確，比較後的輸出邊沿上升或下降時間要短，輸出符合TTL/CMOS電平/OC等，不要求中間環節的準確度，當然減小了閉環穩定的範圍。換言之，看一個運放是當作比較器還是放大器就是看電路的負反饋深度。所以，淺閉環的比較器有可能工作在放大器狀態並不自激，但是一定要做大量的試驗，以保證在產品的所有工作狀態下都穩定，這時候你還不如直接用專用的比較器來得快。

圖6 LM393內部電路原理圖

最後筆者給出一個忠告：在設計中少用運放做比較器，不用比較器做放大器。

◇湖南 歐陽宏志