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？我們先來看一下仿真。筆者選擇一片常用的比較器LM393，用Multisim11.0軟件進行仿真。在查閱LM393數據手冊時，意外發現ST公司 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軟件中建立圖2所示的仿真環境，用虛擬的安捷倫信號發生器和示波器觀察仿真結果。
圖2 Multisim仿真電路圖
輸入信號為峰峰值50mV、頻率10Hz的正弦波，這時輸出信號正常放大，無失真，放大倍數為1.79×1000/17.68=101.2，與理論值101相符。
保持輸入信號幅度不變，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輸入信號為10Hz時的仿真結果
圖4 輸入信號為50Hz時的仿真結果
保持輸入信號幅度不變，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 輸入信號為100Hz時的仿真結果
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，也就沒什么實用價值了！為什么會出現這種現象呢？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 ，比較后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范圍。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并不自激，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。
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。 |
