comparator Circuit

op-amp Tutorial include:
Introducere circuite rezumat inversare amplificator însumarea amplificator non-inversare amplificator câștig variabil high pass activ filtru Low pass activ filtru Bandpass filtru Notch filtru comparator Schmitt trigger Multivibrator Integrator bistabil diferențiator Wien bridge oscilator schimbare de fază oscilator

circuitele care compară două tensiuni și dau o ieșire digitală dependentă de compararea celor două tensiuni sunt adesea folosite în proiectarea circuitului electronic.

pentru un circuit comparator, este necesar un amplificator cu câștig mare, astfel încât chiar și mici modificări ale intrării să ducă la comutarea fermă a nivelului de ieșire.amplificatoarele operaționale sunt utilizate în multe modele de circuite electronice, dar cipurile comparatoare specifice oferă performanțe mult mai bune.

aplicații de comparare

există foarte multe utilizări pentru circuitele de comparare în proiectarea circuitelor electronice.

este adesea necesar să puteți detecta o anumită tensiune și să comutați un circuit în funcție de tensiunea detectată.

Un exemplu ar putea fi pentru utilizarea într-un circuit de detectare a temperaturii. Acest lucru ar putea produce o tensiune variabilă dependentă de temperatură. Poate fi necesar să porniți încălzirea atunci când temperatura scade sub un anumit punct și acest lucru poate fi realizat prin utilizarea unui comparator pentru a simți când tensiunea proporțională cu temperatura a scăzut sub o anumită valoare.

pentru aceste și multe alte utilizări, poate fi utilizat un circuit cunoscut sub numele de comparator.

ce este un comparator?

după cum sugerează și numele comparator, aceste componente electronice și circuite sunt utilizate pentru a compara două tensiuni.

când unul este mai mare decât celălalt, ieșirea circuitului comparatorului este într-o stare și când condițiile de intrare sunt inversate, atunci ieșirea comparatorului trece la cealaltă stare.comparatorul esențial constă dintr – un amplificator cu câștig mare care are o intrare diferențială-o intrare inversoare și o intrare neinvertoare.

în ceea ce privește funcționarea, comparatorul comută între înaltă și joasă în funcție de starea intrărilor. Dacă intrarea care nu inversează este mai mare decât cea inversoare, atunci ieșirea este ridicată. Dacă intrarea non-inversoare este mai mică decât cea inversoare, atunci ieșirea este ridicată.

comparatoare și amperi op

în timp ce este ușor de utilizat un amplificator operațional ca un comparator, mai ales atunci când fi ușor de utilizat unul dacă un cip care conține mai multe amperi op are o rezervă. Cu toate acestea, nu este întotdeauna recomandabil să se adopte această abordare. Este posibil ca amplificatorul op să nu funcționeze întotdeauna corect sau să nu ofere performanțe optime. Acestea fiind spuse, atunci când aplicația nu este solicitantă, este întotdeauna tentant să folosiți aceste componente electronice, deoarece acestea pot fi deja disponibile.

performanța cipurilor de comparator și a amplificatoarelor op este destul de diferită în mai multe aspecte:

• dispozitivul de blocare a amplificatorului Op: în anumite condiții, mai ales atunci când un amplificator op este condus greu, este posibil ca acesta să se blocheze, adică chiar și atunci când intrarea se schimbă, ieșirea rămâne aceeași. Comparatoarele sunt proiectate să funcționeze în acest mod și nu trebuie să se blocheze niciodată.

  acesta este un domeniu cheie în care utilizarea unui comparator mai degrabă decât a unui amplificator op poate fi un avantaj distinct.

• funcționare în buclă deschisă: amplificatoarele operaționale sunt proiectate pentru a fi utilizate în modul buclă închisă, iar circuitul lor este optimizat pentru acest tip de scenariu. Funcționarea lor nu este caracterizată în modul buclă deschisă.

• Digital vs analogic: amplificatoarele operaționale sunt componente analogice esențiale, iar circuitele lor interne sunt proiectate să funcționeze în această regiune. Comparatoarele sunt concepute pentru a funcționa ca o funcție logică, adică într-un mod digital.

  aceasta înseamnă că amplificatoarele operaționale sunt cele mai bune atunci când funcționează într-un mod analog cu ieșirea care nu lovește șinele, în timp ce comparatoarele nu sunt atât de bune la funcționarea într-un mod liniar și sunt mult mai bune la funcționarea cu niveluri logice.

• etape de ieșire: etapele de ieșire ale amplificatoarelor și comparatoarelor operaționale sunt foarte diferite. Amplificatoarele operaționale de obicei au o ieșire liniară, funcționând adesea într-un mod complementar de simetrie pentru a oferi performanțe liniare optime pentru ieșire.

  comparatoarele au adesea o ieșire colector deschis adecvat pentru conducerea în interfețe digitale. Acestea sunt concepute pentru a interfața cu circuitele logice, oferind o intrare logică dintr-o comparație a tensiunilor analogice.

  

• Timpi de răspuns: comparatoarele sunt optimizate pentru a oferi timpi de răspuns și de comutare foarte rapizi. Ratele de Slew sunt rapide și oferă performanțe optime. amplificatoarele operaționale nu sunt optimizate pentru aceste caracteristici. Acestea tind să fie componente electronice mult mai lente optimizate pentru funcționarea liniară, mai degrabă decât pentru viteză.

• Tensiune de ieșire& tensiune de saturație: comparatoarele sunt de obicei capabile să conducă în limite mici ale tensiunilor șinei. Acest lucru este necesar pentru o bună comutare a circuitelor logice. Amplificatoarele Op nu vor putea conduce greu la șine, deoarece au o anumită tensiune de saturație – acest lucru poate duce la comutarea slabă a circuitelor logice.

având în vedere acești factori, este întotdeauna preferabil să se utilizeze un cip comparator în cazul în care se are în vedere acest tip de operațiune.

comparator amplificator operațional

este posibil să se utilizeze un amplificator op ca comparator, deoarece îndeplinește cerințele de bază pentru funcție.

în funcțiune amplificatorul operațional intră în saturație pozitivă sau negativă în funcție de tensiunile de intrare. Deoarece câștigul amplificatorului operațional va depăși, în general, 100 000, ieșirea va intra în saturație atunci când intrările sunt doar fracțiuni de milivolt.

deși amperi op sunt utilizate pe scară largă ca comparator, chips-uri speciale comparator sunt mult mai bine.

aceste cipuri de comparator specifice oferă timpi de comutare foarte rapizi, cu mult peste cei oferiți de majoritatea amplificatoarelor op care sunt destinate aplicațiilor mai liniare. Ratele tipice de rotire sunt în regiunea de câteva mii de volți pe microsecundă, deși mai des sunt citate cifrele întârzierii propagării.

un circuit tipic de comparator va avea una dintre intrările ținute la o tensiune dată. Acesta poate fi adesea un divizor potențial dintr-o sursă de alimentare sau de referință. Cealaltă intrare este luată la punctul de a fi simțit.

în această diagramă, tensiunea de comutare este generată de divizorul de potențial format din R1 și R2. Aceasta stabilește tensiunea la o intrare a comparatorului – în acest caz intrarea inversoare. Intrarea non-inversoare a acestui circuit este conectată la punctul care necesită detectare. Când tensiunea din acest punct crește peste tensiunea de referință, ieșirea comparatorului va crește, iar atunci când scade sub tensiunea de referință, ieșirea va scădea.

de obicei, comparatorul va fi condus de la aceleași șine de tensiune ca și cele ale sistemului. Pentru logica 5V comparatorul ar fi condus de obicei dintr-o șină de 5V.

op amp comparator note

p>există o serie de puncte de reținut atunci când se utilizează circuite comparator. Există unele diferențe între circuitele amplificatorului operațional normal și circuitele comparatorului care trebuie luate în considerare în timpul oricărei proiectări a circuitului electronic.

• asigurați-vă că intrarea diferențială nu este depășită: deoarece nu există feedback, cele două intrări în circuit vor fi la tensiuni diferite. În consecință, este necesar să se asigure că intrarea diferențială maximă nu este depășită. Toate posibilitățile stării circuitului trebuie luate în considerare la etapa de proiectare a circuitului electronic.
• schimbarea curentului de intrare: Din nou, ca urmare a lipsei de feedback, sarcina prezentată de comparator la sursă se va schimba. În special pe măsură ce circuitul se schimbă, va exista o mică creștere a curentului de intrare. Pentru majoritatea circuitelor, aceasta nu va fi o problemă, dar dacă impedanța sursei este ridicată, poate duce la câteva răspunsuri neobișnuite. Acest lucru trebuie luat în considerare în timpul proiectării circuitului electronic.
• zgomotul semnalului de intrare: principala problemă cu acest circuit este că noul punct de comutare, chiar și cantități mici de zgomot vor determina ieșirea să comute înainte și înapoi. Astfel, în apropierea punctului de schimbare pot exista mai multe tranziții la ieșire și acest lucru poate da naștere unor probleme în altă parte a circuitului general. Soluția la aceasta este utilizarea unui declanșator Schmitt.
  cititi mai multe despre . . . . Circuitul de declanșare Schmitt.

• În cazul în care este necesară funcția de comparator, cel mai bine este de a utiliza cip comparator: în cazul în care este necesară o funcție de comparator, este întotdeauna de preferat să se utilizeze un cip comparator, dacă este posibil. Dacă una dintre aceste componente electronice nu este disponibilă și trebuie utilizat un amplificator op, atunci aveți grijă să nu supraîncărcați intrarea, astfel încât să apară blocarea.

utilizarea unui cip comparator

atunci când este nevoie de un circuit comparator, este întotdeauna mai bine să optați pentru un cip comparator specific ca bază a circuitului.cipurile comparatoare sunt mult mai bune la manipularea comutării între două valori și pot avea adesea etape de ieșire care pot interfața mai ușor cu logica decât amplificatoarele operaționale analogice.

în ceea ce privește funcționarea circuitului de bază, principala diferență este că majoritatea comparatoarelor au o ieșire a colectorului deschis și necesită un rezistor de tragere extern sau alte circuite.

amplificatoarele operaționale sunt foarte ieftine și foarte disponibile pe scară largă. Comparatoarele nu sunt chiar atât de ieftine și nu sunt la fel de disponibile în mod liber, deoarece aceste componente electronice tind să fie utilizate puțin mai puțin și pot fi puțin mai scumpe, dar nu foarte mult. Nu ar trebui să existe probleme cu utilizarea lor.

Mai multe circuite & proiectarea circuitului:
elementele de bază ale amplificatorului Op circuite de alimentare circuite de alimentare tranzistor Design tranzistor darlington circuite Fet circuite simboluri Circuit
reveniți la meniul de proiectare a circuitului . . .