În general, comparatoarele sunt clasificate în diferite tipuri, cum ar fi comparatoare electrice, comparatoare electronice, comparatoare mecanice, comparatoare optice, comparatoare sigma, comparatoare pneumatice, comparatoare digitale și așa mai departe. Aceste circuite de comparare sunt utilizate în mod obișnuit în proiectarea electrică și proiecte electronice . În acest articol, vom discuta despre modul de utilizare a unui amplificator op ca circuit comparator și despre funcționarea funcțională a amplificatorului op ca circuit comparator. Dar, în primul rând, trebuie să știm ce este un amplificator operațional și un circuit comparator.

Amplificator operațional

“care sunt diferitele tipuri de întrerupătoare ”

Amplificatorul electronic de tensiune cuplat în curent continuu cu câștig mare, care constă din două terminale de intrare, este prezentat în figură. Intrarea diferențială este alimentată către cele două terminale de intrare (terminalul de intrare inversor și terminalul de intrare non-inversor) ale amplificatorului operațional și produce un singur potențial de ieșire la terminalul Vout. Astfel, diferența de potențial alimentată către cele două terminale de intrare a acestuia este amplificată pentru a produce o ieșire amplificată. Această ieșire amplificată este egală cu diferența de sute de mii de ori între semnalele de intrare.

Ieșirea amplificatorului poate fi dată ca

Vout = AOL (V + - V-)

Unde,

AOL este un câștig în buclă deschisă al amplificatorului
V + este intrarea care nu inversează amplificatorul
V- este intrarea inversă a amplificatorului

Chiar dacă există diverse tipuri de amplificatoare operaționale , 741 amplificatoare op sunt utilizate frecvent ca circuit de comparare în mai multe circuite electronice.

Circuit comparator

Dispozitivul care constă din două terminale de intrare, în care semnalul de intrare de referință este alimentat către un terminal și valoarea reală a semnalului este alimentată către un alt terminal. Apoi, un semnal de ieșire este generat la terminalul de ieșire pe baza diferenței dintre cele două semnale de intrare alimentate către cele două terminale de intrare. Acest semnal de ieșire generat este fie 0 (scăzut), fie 1 (ridicat).

În terminologia electrică și electronică, dispozitivul utilizat pentru compararea a două semnale de tensiune sau semnale de curent care sunt alimentate către cele două terminale de intrare analogice, producând astfel un semnal de ieșire digital binar pentru a indica că semnalul de intrare mai mare este numit ca circuit comparator .

Circuit comparator

Cele două terminale de intrare analogice sunt reprezentate ca V + (Vin) și V- (Vref) în circuitul comparator de mai sus. Ieșirea digitală este generată la terminalul de ieșire V0 (Vout). Semnalul de ieșire al circuitului comparator este dat de

Dacă V +> V- (Vin este mai mare decât Vref), atunci V0 = 1 și
Dacă V +

În general, comparatoarele sunt utilizate în dispozitive precum oscilatoarele de relaxare, convertoarele analogice în digitale (ADC) și, de asemenea, în dispozitivele utilizate pentru măsurarea semnalelor analogice. Comparatoarele constau în amplificatoare diferențiale cu câștig ridicat și putem folosi un amplificator op ca circuit de comparare.

Op Amp ca comparator

Amplificatoarele operaționale 741 sunt amplificatoare operaționale de bază care pot fi utilizate ca circuit de comparare în multe circuite electronice. De exemplu, dacă luăm în considerare un comutator de temperatură controlată apoi operația de comutare se efectuează pe baza temperaturii. Dacă valoarea reală a temperaturii depășește valoarea presetată a temperaturii de referință, atunci tensiunea de ieșire (scăzută sau ridicată) este produsă de senzorul de temperatură în consecință.

Dacă luăm în considerare aranjamentul de bază al comparatorului, atunci vor exista variații de tensiune de înaltă frecvență cauzate de zgomot. Această problemă trebuie luată în considerare în cazul amplificatoarelor operaționale care sunt proiectate în mod special ca circuite de comparare. Acest zgomot se produce ori de câte ori semnalul de tensiune de intrare și semnalul de tensiune de referință sunt aproape unul de altul.

Op Amp ca circuit de comparare

Variațiile de tensiune de înaltă frecvență sunt cauzate de natura aleatorie a zgomotului, datorită acestui fapt, în succesiuni rapide, tensiunea semnalului de intrare devine mai mare sau mai mică decât tensiunea de referință. Astfel, semnalul de ieșire va oscila între nivelul maxim de tensiune și nivelul minim de tensiune. Această problemă poate fi redusă prin aplicare histerezis . Putem ajusta decalajul de histerezis în aranjamentul circuitului de declanșare Schmitt aplicând histerezis la un circuit de comparare a amplificatorului op folosind feedback pozitiv. Figura arată amplificatorul operațional ca circuit de comparare cu histerezis.

Op Amp ca operație de lucru a circuitului comparator

În general, ieșirea unui amplificator Op fluctuează pozitiv și negativ până la tensiune extremă, care este aproximativ egală cu potențialele de alimentare. În cazul în care un 741 pe amplificator este conectat la un +/- 18V, apoi tensiunea maximă de ieșire este dată ca +/- 15V. Acest lucru se datorează câștigului extrem de mare în buclă deschisă a amplificatorului op (10.000 până la 1 milion). Astfel, dacă +/- 150 microvolți de diferență de tensiune sunt create de orice intrare, atunci aceasta va fi amplificată de aproximativ un milion de ori și ieșirea este condusă în saturație. Astfel, ieșirea rămâne la valoarea sa maximă sau minimă.

Op Amp ca diagramă de circuit de comparare Operațiune de lucru

În timp ce utilizați amplificatorul op ca comparator în instrumentare, bucla deschisă poate fi utilizată pentru a compara cele două tensiuni. Prin urmare, în funcție de diferența dintre valoarea tensiunii de intrare și valoarea tensiunii de referință, ieșirea Vout va fi egală cu valoarea maximă maximă sau valoarea minimă scăzută (valoarea tensiunii de intrare va fi mai mare sau mai mică decât valoarea tensiunii de referință puține de către micro volți).

Tensiunea de referință este alimentată către terminalul de intrare neinversibil al amplificatorului op și tensiunea variabilă este alimentată către terminalul de intrare inversor al amplificatorului op. Luați în considerare diagrama circuitului de comparare a amplificatorului operațional prezentată în figură, dacă tensiunea alimentată la pinul 2 este mai mare decât tensiunea de referință alimentată la pinul 3, atunci tensiunea de ieșire devine scăzută și este marginal mai mare decât –Vs. Dacă tensiunea alimentată la pinul 2 este mai mică decât tensiunea de referință alimentată la pinul 3, atunci tensiunea de ieșire devine ridicată și este marginal mai mică de + Vs.

“suma produselor la produsul calculatorului sumelor ”

Există multe amplificatoare de operare dedicate pentru funcționarea comparatoarelor, aceste circuite de comparare a amplificatoarelor de operare sunt utilizate pentru comparații de mare viteză. Starea de ieșire a acestor circuite de comparare a amplificatorului operațional se modifică în mai puțin de 1 microsecundă. Dar, aceste circuite de comparare a amplificatorului de operare de mare viteză consumă mai multă energie, în funcție de viteza de comparație. Pe baza vitezei comparațiilor și a cantității de consum de energie, acești comparatori sunt clasificați în diferite tipuri. Comparatorul de amplificator operațional specific poate fi utilizat pentru o anumită aplicație, în funcție de viteza necesară și / sau consumul de energie .

Aplicarea amplificatorului opțional ca comparator în circuite electronice practice

Sistemul de monitorizare a umidității temperaturii a solului bazat pe rețele de senzori fără fir folosind Proiect Arduino este conceput pentru dezvoltarea unui sistem automat de irigare care controlează operația de comutare (pornire și oprire) a motorului pompei prin detectarea conținutului de umiditate a solului.

Sistemul de monitorizare a umidității temperaturii a solului bazat pe rețele de senzori fără fir folosind Arduino de Edgefxkits.com

Aranjamentul de detectare detectează umiditatea solului și semnalul adecvat este dat plăcii Arduino. Acest lucru se realizează folosind un amplificator op ca circuit comparator care acționează ca interfață între aranjamentul de detectare și microcontroler. Pe baza semnalului primit de la aranjamentul de detectare, pompa de apă este acționată. Afișajul LCD este utilizat pentru afișarea stării conținutului de umiditate a solului și a pompei de apă.

În plus, asistența tehnică poate fi furnizată pe baza întrebărilor dvs. postate în secțiunea de comentarii de mai jos. Puteți descărca eBook-ul nostru gratuit pe proiectarea proiectelor electronice pe cont propriu.

Cunoașteți aplicații de sisteme încorporate în care op-amp este utilizat ca circuit de comparare?