Komparator Krets

Op-amp Opplæringen Inkluderer:
Innledning Kretser sammendrag Invertere forsterker Summere forsterker Ikke-inverterende forsterker Variabel gevinst forsterker Høypass aktivt filter Lavpass aktivt filter Bandpass Filter Hakk filter Komparator Schmitt trigger Multivibrator Bistable Integrator Differensiator Wien bridge oscillator Fase skift oscillator

Kretser som sammenligner to spenninger og gir en digital utgang avhengig av sammenligning av de to spenningene blir ofte brukt i elektronisk krets design.

for en komparatorkrets er det nødvendig med en forsterker med høy forsterkning, slik at selv små endringer på inngangen resulterer i at utgangsnivået skifter fast.Operasjonsforsterkere brukes i mange elektroniske kretsdesign, men spesifikke komparatorbrikker gir langt bedre ytelse.

Komparatorapplikasjoner

det er svært mange bruksområder for komparatorkretser innen elektronisk kretsdesign.

det er ofte nødvendig å kunne oppdage en bestemt spenning og bytte en krets i henhold til spenningen som er oppdaget.

Et eksempel kan være for bruk i en temperaturfølerkrets. Dette kan produsere en variabel spenning avhengig av temperaturen. Det kan være nødvendig å slå på oppvarming når temperaturen faller under et gitt punkt, og dette kan oppnås ved å bruke en komparator for å fornemme når spenningen proporsjonal med temperaturen har falt under en viss verdi.

for disse og mange andre bruksområder kan en krets kjent som en komparator brukes.

Hva er en komparator?

som navnet komparator innebærer disse elektroniske komponenter og kretser brukes til å sammenligne to spenninger.

når en er høyere enn den andre komparatorkretsutgangen er i en tilstand, og når inngangsbetingelsene reverseres, bytter komparatorutgangen til den andre tilstanden.komparatoren essential består av en forsterker med høy forsterkning som har en differensiell inngang – en inverterende inngang og en ikke-inverterende inngang.

når det gjelder drift, bytter komparatoren mellom høy og lav avhengig av inndatastatusen. Hvis den ikke-inverterende inngangen er høyere enn den inverterende, er utgangen høy. Hvis den ikke-inverterende inngangen er lavere enn den inverterende, er utgangen høy.

Komparatorer og op-forsterkere

mens det er enkelt å bruke en operasjonsforsterker som komparator, spesielt når det kan være en være lett å bruke en hvis en brikke som inneholder flere op forsterkere har en ekstra. Men det er ikke alltid tilrådelig å vedta denne tilnærmingen. Op amp kan ikke alltid fungere riktig, eller det kan ikke gi optimal ytelse. Når det er sagt, når søknaden ikke er krevende, er det alltid fristende å bruke disse elektroniske komponentene fordi de kanskje allerede er tilgjengelige.

ytelsen til komparatorchips og op-forsterkere er ganske forskjellig i en rekke aspekter:

• Op amp latch-up: Under noen forhold, spesielt når en op amp blir drevet hardt, er det mulig for det å låse opp, dvs. selv når inngangen endres, forblir utgangen den samme. Komparatorer er konstruert for å fungere i denne modusen og bør aldri låse opp.

  Dette er et nøkkelområde hvor bruk av en komparator i stedet for en op amp kan være en klar fordel.

• Åpen sløyfe: Operasjonsforsterkere er designet for å brukes i lukket sløyfe-modus, og kretsen er optimalisert for denne typen scenario. Deres drift er ikke karakterisert i åpen sløyfe-modus. Digital vs analog: Operasjonsforsterkere er viktige analoge komponenter og deres interne kretser er designet for å fungere i denne regionen. Komparatorer er designet for å fungere som en logisk funksjon, dvs. i en digital modus. dette betyr at operasjonsforsterkere er best når de opererer i en analog modus med utgangen ikke treffer skinnene, mens komparatorer ikke er så gode til å operere i lineær modus, og er langt bedre til å operere med logiske nivåer.

• Utgangstrinn: utgangstrinnene til operasjonsforsterkere og komparatorer er svært forskjellige. Vanligvis operasjonsforsterkere har en lineær utgang, ofte opererer i en komplementær symmetri måte å gi optimal lineær ytelse for utgangen.

  Komparatorer har ofte en åpen kollektorutgang som er egnet for kjøring i digitale grensesnitt. De er designet for å samhandle med logiske kretser, og gir en logisk inngang fra en sammenligning av analoge spenninger.

  

• Responstid: Komparatorer er optimalisert for å gi svært rask respons og svitsjetider. Slew priser er rask og gir optimal ytelse.

  Operasjonsforsterkere er ikke optimalisert for disse egenskapene. De har en tendens til å være mye tregere elektroniske komponenter optimalisert for lineær drift i stedet for hastighet.

• Utgangsspenning & metningsspenning: Komparatorer kan typisk kjøre til innenfor små grenser for skinnespenningene. Dette kreves for god bytte av logiske kretser. Op forsterkere vil ikke kunne kjøre hardt til skinnene da de har en viss metningsspenning-dette kan føre til dårlig bytte av logiske kretser.

i lys av disse faktorene er det alltid å foretrekke å bruke en komparatorbrikke der denne typen operasjon er planlagt.

operasjonsforsterkerkomparator

det er mulig å bruke en op amp som komparator da den oppfyller de grunnleggende kravene til funksjonen.under drift går operasjonsforsterkeren inn i positiv eller negativ metning avhengig av inngangsspenningene. Da forsterkningen av operasjonsforsterkeren generelt vil overstige 100 000, vil utgangen løpe i metning når inngangene bare er brøkdeler av en millivolt fra hverandre.Selv om op-forsterkere er mye brukt som komparator, er spesielle komparatorbrikker langt bedre.

disse spesifikke komparatorchipsene tilbyr svært raske byttetider, godt over de som tilbys av de fleste op-forsterkere som er ment for mer lineære applikasjoner. Typiske slew priser er i området flere tusen volt per mikrosekund, men oftere tall for forplantning forsinkelse er sitert.

en typisk komparatorkrets vil ha en av inngangene holdt ved en gitt spenning. Dette kan ofte være en potensiell divider fra en forsynings-eller referansekilde. Den andre inngangen er tatt til det punktet som skal oppfattes.

i dette diagrammet genereres bryterspenningen av den potensielle divideren som består Av R1 og R2. Dette setter spenningen ved en inngang på komparatoren-i dette tilfellet inverterende inngang. Den ikke-inverterende inngangen til denne kretsen er koblet til punktet som krever sensing. Når spenningen på dette punktet stiger over referansespenningen, vil komparatorens utgang gå høyt, og når den faller under referansespenningen, vil utgangen gå lav.

vanligvis vil komparatoren bli drevet fra de samme spenningsskinnene som systemet. FOR 5V logikk vil komparatoren typisk bli drevet fra EN 5V-skinne.

Op amp komparator notater

p >det er en rekke punkter å huske når du bruker komparator kretser. Det er noen forskjeller mellom de normale operasjonsforsterkerkretsene og komparatorkretsene som må vurderes under enhver elektronisk kretsdesign.

• Sørg for at differensialinngangen ikke overskrides: da det ikke er tilbakemelding, vil de to inngangene til kretsen være ved forskjellige spenninger. Følgelig er det nødvendig å sikre at maksimal differensialinngang ikke overskrides. Alle muligheter for kretstilstanden bør vurderes på det elektroniske kretsdesignstadiet.
• Endring av Inngangsstrøm: Igjen som følge av mangel på tilbakemelding vil belastningen presentert av komparatoren til kilden endres. Spesielt når kretsen endres, vil det være en liten økning i inngangsstrømmen. For de fleste kretser vil dette ikke være et problem, men hvis kildeimpedansen er høy, kan det føre til noen uvanlige svar. Dette bør tas i betraktning under elektronisk kretsdesign.
• Inngangssignalstøy: hovedproblemet med denne kretsen er at nye overgangspunktet, selv små mengder støy vil føre til at utgangen skifter frem og tilbake. Således nær overgangspunktet kan det være flere overganger ved utgangen, og dette kan føre til problemer andre steder i den totale kretsen. Løsningen på Dette er å bruke En Schmitt Trigger.
  Les mer om det . . . . Schmitt utløser krets.

• der komparatorfunksjon er nødvendig, er det best å bruke komparatorbrikke: Der en komparatorfunksjon er nødvendig, er det alltid å foretrekke å bruke en komparatorbrikke hvis det er mulig. Hvis en av disse elektroniske komponentene ikke er tilgjengelig, og en op amp må brukes, så vær forsiktig så du ikke overbelaster inngangen slik at låsen oppstår.

Bruk av en komparatorchip

når det er behov for en komparatorkrets, er det alltid best å velge en bestemt komparatorchip som grunnlag for kretsen.

Komparatorbrikker er mye bedre til å håndtere veksling mellom to verdier og kan ofte ha utgangstrinn som lettere kan samhandle med logikk enn analoge operasjonsforsterkere.når det gjelder den grunnleggende kretsoperasjonen, er hovedforskjellen at de fleste komparatorer har en åpen kollektorutgang og krever en ekstern pull-up motstand eller annen kretsløp.

Operasjonsforsterkere er veldig billige, og veldig allment tilgjengelige. Komparatorer er ikke fullt så billig og ikke fullt så fritt tilgjengelig som disse elektroniske komponentene pleier å bli brukt litt mindre og kan være litt dyrere, men ikke sterkt så. Det bør ikke være noen problemer med å bruke dem.

Flere Kretser & Kretsdesign:
Op Amp grunnleggende Op Amp kretser Strømforsyningskretser Transistor design Transistor Darlington Transistor kretser FET kretser Krets symboler
Tilbake Til Krets design menyen . . .