Comparator Circuit

Op-amp opetusohjelma sisältää:
Johdanto piirit Yhteenveto invertoiva vahvistin summaava vahvistin ei-invertoiva vahvistin muuttuva vahvistus vahvistin High pass active Filter Bandpass filter Notch filter Comparator Schmitt trigger Multivibrator Bistable Integrator Differentiator Wien bridge oskillaattori vaihesiirto oskillaattori

piirejä, jotka vertaavat kahta jännitettä ja antavat digitaalisen ulostulon riippuvainen vertailu kahden jännitteen käytetään usein elektronisen piirin suunnittelussa.

vertailupiirille tarvitaan suuri vahvistin, jotta pienetkin muutokset tulossa johtavat lähtötason kiinteään vaihtoon.

operaatiovahvistimia käytetään monissa elektronisissa piirimalleissa, mutta erityiset vertailusirut tarjoavat paljon paremman suorituskyvyn.

Komparaattorisovellukset

vertailupiireille on hyvin monia käyttötarkoituksia elektronisen piirisuunnittelun piirissä.

on usein kyettävä havaitsemaan tietty jännite ja kytkemään piiri havaitun jännitteen mukaan.

yksi esimerkki voisi olla käytettäväksi lämpötilan tunnistuspiirissä. Tämä saattaa tuottaa lämpötilasta riippuvan muuttuvan jännitteen. Lämmitys voi olla tarpeen kytkeä päälle, kun lämpötila laskee tietyn pisteen alapuolelle, ja tämä voidaan saavuttaa käyttämällä vertailulaitetta sen havaitsemiseksi, milloin lämpötilaan verrannollinen jännite on laskenut tietyn arvon alapuolelle.

näissä ja monissa muissa käyttötarkoituksissa voidaan käyttää vertailukohtana tunnettua piiriä.

mikä on verrokki?

nimikkovertailijan mukaan näitä elektronisia komponentteja ja piirejä käytetään kahden jännitteen vertailuun.

kun toinen on suurempi kuin toinen, vertailupiirin ulostulo on yhdessä tilassa, ja kun tuloehdot ovat päinvastaiset, niin vertailupiirin ulostulo siirtyy toiseen tilaan.

verrannollinen oleellinen koostuu suurvahvistimesta, jossa on differentiaalinen tulo – yksi invertoiva Tulo ja yksi ei-invertoiva tulo.

toiminnan kannalta vertailulaite vaihtaa korkean ja matalan välillä riippuen syötteiden tilasta. Jos ei-invertoiva tulo on suurempi kuin invertoiva, lähtö on suuri. Jos ei-invertoiva tulo on pienempi kuin invertoiva, lähtö on suuri.

komparaattorit ja op-vahvistimet

vaikka operaatiovahvistinta on helppo käyttää vertailijana, varsinkin kun se voi on helppo käyttää, jos siru sisältää useita op ampeeria on yksi vara. Tämä lähestymistapa ei kuitenkaan ole aina suositeltavaa. Op amp ei välttämättä aina toimi oikein, tai se ei välttämättä anna optimaalista suorituskykyä. Se sanoi, Kun sovellus ei ole vaativa, se on aina houkuttelevaa käyttää näitä elektronisia komponentteja, koska ne voivat olla jo saatavilla.

vertailusirujen ja op-vahvistimien suorituskyky on monilta osin aivan erilainen:

• Op-vahvistimen salpa-up: joissakin olosuhteissa, varsinkin kun op-vahvistinta ajetaan kovaa, se on mahdollista salpa-up, eli vaikka tulo muuttuu, tuotos pysyy samana. Vertailulaitteet on suunniteltu toimimaan tässä tilassa, eikä niitä pitäisi koskaan lukita.

  Tämä on yksi keskeinen alue, jossa vertailuaineen käyttäminen op-vahvistimen sijaan voi olla selvä etu.

• avoimen silmukan toiminta: Operaatiovahvistimet on suunniteltu käytettäväksi suljetun silmukan tilassa ja niiden piiri on optimoitu tällaista skenaariota varten. Niiden toimintaa ei ole kuvattu avoimen silmukan tilassa.

• digitaalinen vs analoginen: Operaatiovahvistimet ovat välttämättömiä analogisia komponentteja, ja niiden sisäinen piiri on suunniteltu toimimaan tällä alueella. Komparaattorit on suunniteltu toimimaan logiikkafunktiona eli digitaalisessa tilassa.

  tämä tarkoittaa, että operaatiovahvistimet ovat parhaita silloin, kun ne toimivat analogisessa tilassa, jossa ulostulo ei osu kiskoihin, kun taas verrokit eivät ole niin hyviä toimimaan lineaarisessa tilassa, ja ne toimivat paljon paremmin logiikkatasoilla.

• Lähtövaiheet: operaatiovahvistimien ja-vertailimien lähtövaiheet ovat hyvin erilaisia. Tyypillisesti operaatiovahvistimissa on lineaarinen ulostulo, joka usein toimii komplementaarisella symmetrialla, jotta ulostulolle saadaan optimaalinen lineaarinen suorituskyky.

  Komparaattoreissa on usein avoin keräinlähtö, joka soveltuu ajamiseen digitaalisiin rajapintoihin. Ne on suunniteltu liittymään logiikkapiiriin, joka tarjoaa logiikkatulon analogisten jännitteiden vertailusta.

  

• vasteajat: Vertailulaitteet on optimoitu tuottamaan hyvin nopeita vaste-ja kytkentäaikoja. Pyöritys hinnat ovat nopeita ja tarjoavat optimaalisen suorituskyvyn.

  operaatiovahvistimia ei ole optimoitu näille ominaisuuksille. Ne ovat yleensä paljon hitaampia elektronisia komponentteja, jotka on optimoitu lineaariseen toimintaan nopeuden sijaan.

• lähtöjännite & kylläisyysjännite: verrokit pystyvät tyypillisesti ajamaan kiskojännitteen pienissä rajoissa. Tätä tarvitaan logiikkapiirien hyvään kytkemiseen. Op ampeeria ei voi ajaa kovaa kiskoille, koska niissä on tietty kylläisyysjännite – tämä voi johtaa huonoon logiikkapiirien vaihtoon.

näiden tekijöiden vuoksi on aina suotavaa käyttää vertailusirua, jos tällaista toimenpidettä suunnitellaan.

operaatiovahvistimen komparaattori

vertailukohtana on mahdollista käyttää OP-vahvistinta, koska se täyttää funktion perusvaatimukset.

toiminnassa operaatiovahvistin menee tulojännitteistä riippuvaiseen positiiviseen tai negatiiviseen kyllästymiseen. Koska vahvistus operaatiovahvistimen yleensä ylittää 100 000 lähtö ajaa kylläisyyttä, kun tulot ovat vain murto millivoltin toisistaan.

vaikka op-ampeeria käytetään yleisesti vertailukohtana, erikoisvertailupiirit ovat paljon parempia.

nämä erityiset vertailusirut tarjoavat erittäin nopeita kytkentäaikoja, selvästi enemmän kuin useimmat lineaarisempiin sovelluksiin tarkoitetut op-Ampeerit. Tyypilliset pyöritysnopeudet ovat useita tuhansia voltteja mikrosekuntia kohden, joskin useammin mainitaan etenemisviivettä kuvaavia lukuja.

tyypillisessä vertailupiirissä yksi tulo pidetään tietyllä jännitteellä. Tämä voi usein olla potentiaalinen jakaja tarjonnasta tai referenssilähteestä. Toinen panos viedään siihen pisteeseen, että se aistitaan.

tässä kaaviossa kytkentäjännite syntyy potentiaalinjakajasta, joka koostuu R1: stä ja R2: sta. Tämä asettaa jännitteen yhteen verrokkituloon-tässä tapauksessa invertoivaan tuloon. Tämän piirin kääntämätön tulo kytketään tunnistusta vaativaan pisteeseen. Kun jännite tässä pisteessä nousee viitejännitteen yläpuolelle, vertailulähteen lähtö menee korkealle, ja kun se laskee viitejännitteen alapuolelle, lähtö menee alhaiseksi.

tyypillisesti verrokki ajetaan samoilta jännitekiskoilta kuin järjestelmän kiskot. 5V-logiikassa vertailulaite ajettaisiin tyypillisesti 5V-kiskosta.

Op amp: n vertailutiedot

p>vertailupiirejä käytettäessä on syytä muistaa useita kohtia. Normaalien operaatiovahvistinpiirien ja vertailupiirien välillä on joitakin eroja, jotka on otettava huomioon elektronisen piirin suunnittelussa.

• varmista, että differentiaalinen tulo ei ylity: koska palautetta ei ole, kaksi tuloa piiri on eri jännitteillä. Näin ollen on tarpeen varmistaa, että erotuksen enimmäissyöttö ei ylity. Kaikki piirin tilan mahdollisuudet on otettava huomioon elektronisen piirin suunnitteluvaiheessa.
• syöttövirran muutos: Takaisinkytkennän puuttumisen seurauksena vertailijan lähteelle esittämä kuormitus muuttuu. Varsinkin kun piiri muuttuu, tulovirta kasvaa hieman. Useimmille piireille tämä ei ole ongelma, mutta jos lähdeimpedanssi on korkea, se voi johtaa muutamaan epätavalliseen vasteeseen. Tämä on otettava huomioon elektronisen piirin suunnittelussa.
• tulosignaalin kohina: tämän piirin suurin ongelma on se, että uusi Vaihtopiste, pienetkin melumäärät saavat lähdön siirtymään edestakaisin. Näin ollen lähellä vaihtopistettä voi olla useita siirtymiä ulostulossa, ja tämä voi aiheuttaa ongelmia muualla kokonaispiirissä. Ratkaisu tähän on käyttää Schmitt-laukaisinta.
  Lue lisää . . . . Schmittin laukaisupiiri.

• Jos tarvitaan vertailutoimintoa, on parasta käyttää vertailusirua: jos tarvitaan vertailutoimintoa, on aina suotavaa käyttää vertailusirua, jos suinkin mahdollista. Jos jokin näistä elektronisista komponenteista ei ole käytettävissä ja op-vahvistinta on käytettävä, ole varovainen, ettet ylikuormita sisääntuloa niin, että salpa tapahtuu.

vertailupiirin käyttö

kun tarvitaan vertailupiiriä, on aina parasta valita tietty vertailupiiri piirin pohjaksi.

Vertailupiirit ovat paljon parempia käsittelemään siirtymistä kahden arvon välillä, ja niissä voi usein olla lähtövaiheita, jotka voivat helpommin kytkeytyä logiikkaan kuin analogiset operaatiovahvistimet.

peruspiirin toiminnan kannalta suurin ero on se, että useimmissa verrokeissa on avoin keräinlähtö ja ne vaativat ulkoisen vetovastuksen tai muun kiertokulun.

Operaatiovahvistimet ovat hyvin halpoja ja hyvin laajasti saatavilla. Verrokit eivät ole aivan niin halpoja eivätkä aivan yhtä vapaasti saatavilla, sillä näitä elektronisia komponentteja käytetään yleensä hieman vähemmän ja ne saattavat olla hieman kalliimpia, mutta eivät kovin paljon. Niiden käytössä ei pitäisi olla mitään ongelmia.

Lisää piirejä & piirisuunnittelu:
Op Amp basics Op Amp circuits Virtalähdepiirit Transistorisuunnittelu transistori Darlington Transistoripiirit Fet circuits Circuit symbolit
palaa Piirisuunnitteluvalikkoon . . .