Hogyan kell használni az Op erősítőt komparátor áramkörként

Ebben a bejegyzésben átfogóan megtanuljuk, hogyan lehet bármilyen opampot komparátorként használni egy áramkörben a bemeneti különbségek összehasonlításához és a megfelelő kimenetek előállításához.

Mi az Op amp Comparator

Mi voltunk op amp IC segítségével valószínűleg mióta elkezdtük tanulni az elektronikát, erre a csodálatos kis IC 741-re utalok, amelyen keresztül gyakorlatilag bármilyen összehasonlító alapú áramköri tervezés megvalósíthatóvá válik.

Itt megvitatjuk ennek az IC-nek az egyik egyszerű alkalmazási áramkörét, ahol éppen van összehasonlítóként konfigurálva , nem meglepő, hogy a következő alkalmazásokat a felhasználói preferenciáknak megfelelően számos különböző módon lehet módosítani.

Ahogy a neve is sugallja, az Opamp Comparator egy adott paraméterkészlet összehasonlításának funkciójára utal, vagy csak néhány nagyságrendű lehet, mint az esetben.

Mivel az elektronikában elsősorban feszültségekkel és áramokkal foglalkozunk, ezek a tényezők válnak az egyedüli tényezőkké, és a különféle érintett alkatrészek működtetésére, szabályozására vagy vezérlésére szolgálnak.

A javasolt op amp komparátor tervezésnél alapvetően két különböző feszültségszintet használnak a bemeneti csapoknál az összehasonlításhoz, amint az az alábbi ábrán látható.

Ne feledje, hogy a bemeneti tűk feszültsége nem haladhatja meg az OP erősítő DC tápellátási szintjét, a fenti ábrán nem szabad meghaladnia a +12 V értéket.

Az op erősítő két bemeneti tüskéjét invertálónak nevezzük (mínusz előjellel), és a nem invertáló tű (plusz előjellel) az op erősítő érzékelő bemeneteivé válik.

Összehasonlító eszközként használva a kettő közül az egyik csap rögzített referenciafeszültséggel van ellátva, míg a másik csap a feszültséggel van ellátva, amelynek szintjét ellenőrizni kell, amint az alább látható.

A fenti feszültség figyelése a rögzített feszültségre vonatkozik, amelyet a másik kiegészítő csapra alkalmaztunk.

Ezért, ha a monitorozandó feszültség meghaladja vagy alá csökken a rögzített referencia-küszöbfeszültség, a kimenet visszaállítja állapotát, megváltoztatja eredeti állapotát, vagy megváltoztatja a kimeneti feszültség polaritását.

Videó bemutató

Hogyan működik az Opamp Comparator

Elemezzük a fenti magyarázatot a fényérzékelő kapcsoló következő példakörének tanulmányozásával.

A kapcsolási rajzot nézve az áramkört a következőképpen konfiguráljuk:

Láthatjuk, hogy az opamp + 7-es érintkezője, amely a + tápcsatlakozó, a pozitív sínhez van csatlakoztatva, hasonlóan a # 4-es csap, amely a negatív tápcsap, a tápegység negatív vagy inkább nulla tápvezetékéhez van csatlakoztatva .

A fenti pár tűs csatlakozás táplálja az IC-t, hogy a tervezett funkciókat tovább tudja folytatni.

Amint azt korábban említettük, az IC 2. érintkezője két ellenállás találkozásánál van összekötve, amelyek végei a tápegység pozitív és negatív síneihez csatlakoznak.

Az ellenállások ezen elrendezését potenciálosztónak nevezzük, vagyis az ellenállások találkozásánál a potenciál vagy a feszültségszint megközelítőleg a tápfeszültség fele lesz, tehát ha a tápfeszültség 12, akkor a potenciálosztó hálózat csomópontja legyen 6 volt és így tovább.

Ha a tápfeszültség megfelelően szabályozott, akkor a fenti feszültségszint is jól rögzül, és ezért referenciafeszültségként használható a # 2 tű számára.

Ezért utalva az R1 / R2 ellenállások csatlakozási feszültségére, ez a feszültség lesz a referenciafeszültség a # 2-es érintkezőnél, ami azt jelenti, hogy az IC figyeli és reagál minden feszültségre, amely meghaladhatja ezt a szintet.

A monitorozandó érzékelőfeszültséget az IC 3. érintkezőjére alkalmazzuk, példánkban ez egy LDR-en keresztül történik. A # 3 tű az LDR tű és egy előre beállított terminál találkozásánál van összekötve.

Ez azt jelenti, hogy ez a csomópont ismét potenciálelosztóvá válik, amelynek feszültségszintje ezúttal nincs rögzítve, mert az LDR érték nem rögzíthető, és a környezeti fényviszonyoktól függően változik.

Tegyük fel, hogy azt akarja, hogy az áramkör valamikor érzékelje az LDR értékét, amikor beköszönt az alkonyat, úgy állítsa be az előre beállított értéket, hogy a feszültség a # 3-as érintkezőnél vagy az LDR és az előre beállított pont találkozásánál csak átlépje a 6 V-os jelet.

Amikor ez megtörténik, az érték a # 2-es érintkezőnél rögzített referencia fölé emelkedik, ez tájékoztatja az IC-t arról az érzékelési feszültségről, amely a # 2-es érintkezőnél a referenciafeszültség fölé emelkedik, ez azonnal visszaállítja az IC kimenetét, amely pozitívra változik a kezdeti nulla feszültségtől pozíció.

Az IC állapotának fenti nulláról pozitívra történő váltása váltja ki a relé meghajtó fokozatát, amely bekapcsolja a terhelést vagy a relé megfelelő érintkezőihez csatlakoztatható lámpákat.

Ne feledje, hogy a # 2 érintkezőhöz csatlakoztatott ellenállások értékei megváltozhatnak a # 3 tű érzékelési küszöbének megváltoztatása érdekében is, így ezek mind kölcsönösen függenek egymástól, így az áramkör paramétereinek széles variációs szöge adódik.

Az R1 és R2 másik jellemzője, hogy elkerüli a kettős polaritású tápegység használatának szükségességét, ezáltal az érintett konfiguráció nagyon egyszerű és letisztult.

Az érzékelő paraméter cseréje a beállítási paraméterrel

Amint az alábbiakban látható, a fent kifejtett működési válasz éppen megfordítható az IC bemeneti tüskepozícióinak felcserélésével, vagy egy másik lehetőség fontolóra vételével, ahol csak az LDR és az előre beállított helyzeteit változtatjuk meg egymással.

Így viselkedik bármelyik alapvető opamp összehasonlítóként konfigurálva.

Összefoglalva elmondhatjuk, hogy bármelyik opamp alapú kompartaorban a következő műveletek zajlanak le:

1. gyakorlati példa

1) Ha az invertáló csap (-) rögzített feszültségreferenciát alkalmaz, és a nem invertáló (+) bemeneti csapot megváltoztató érzékelési volatia éri, az opamp kimenete 0V vagy negatív marad mindaddig, amíg a (+) a tű feszültsége a (-) referenciacsap feszültségszint alatt marad.

Felváltva, amint a (+) tüske volatge meghaladja a (-) feszültséget, a kimenet gyorsan pozitív tápfeszültség-szintet vált.

2. példa

1) Ezzel ellentétben, ha a nem inverz csap (+) rögzített feszültségreferenciát alkalmaz, és az invertáló (-) bemeneti csapot változó érzékelőfeszültségnek tesszük ki, az opamp kimenete tápfeszültség szintje vagy pozitív marad mindaddig, amíg a (-) tűfeszültség a (+) referenciacsap feszültségszintje alatt marad.

Felváltva, amint a (-) tüske volatge meghaladja a (+) feszültséget, a kimenet gyorsan negatívra vált vagy kikapcsol 0 V-ra.