Sådan bruges en op-forstærker som en komparatorkreds

I dette indlæg lærer vi grundigt, hvordan man bruger en hvilken som helst opamp som en komparator i et kredsløb til sammenligning af indgangsdifferentialer og produktion af de tilsvarende udgange.

Hvad er en Op amp Comparator

Det har vi været ved hjælp af en op amp IC sandsynligvis siden vi begyndte at lære elektronik, henviser jeg til denne vidunderlige lille IC 741, hvorigennem næsten enhver komparatorbaseret kredsløbsdesign bliver mulig.

Her diskuterer vi en af ​​de enkle applikationskredsløb for denne IC, hvor den er konfigureret som en komparator , ingen overraskelse, at følgende applikationer kan ændres på mange forskellige måder i henhold til brugerpræferencen.

Som navnet antyder henviser opamp-komparator til funktionen at sammenligne mellem et bestemt sæt parametre eller kan være bare et par størrelser som i tilfældet.

Da vi inden for elektronik primært har at gøre med spændinger og strømme, bliver disse faktorer de eneste agenter og bruges til at betjene eller regulere eller kontrollere de forskellige involverede komponenter.

I det foreslåede op-amp-komparatordesign anvendes dybest set to forskellige spændingsniveauer ved indgangsstifterne til sammenligning af dem, som vist i nedenstående diagram.

HUSK, SPÆNDINGEN PÅ INPUT-PINKODERNE SKAL IKKE overstige DC-FORSYNINGSNIVEAUET FOR OP-AMPEN, I OVENSTÅENDE BILLEDE SKAL DEN IKKE overstige +12 V

De to indgangsstifter på en op-forstærker kaldes inverterende (med et minustegn) og den ikke-inverterende stift (med et plustegn) bliver op-forstærkerens sensingangene.

Når den bruges som en komparator, påføres en af ​​stifterne ud af de to med en fast referencespænding, mens den anden stift tilføres den spænding, hvis niveau skal overvåges, som vist nedenfor.

Overvågningen af ​​ovenstående spænding udføres under henvisning til den faste spænding, der er blevet anvendt på den anden komplementære stift.

Derfor, hvis spændingen, der skal overvåges, går over eller falder under den faste referencetærskelspænding, vender udgangen tilbage til tilstand eller ændrer sin oprindelige tilstand eller ændrer dens udgangsspændingspolaritet.

Video-demo

Sådan fungerer en Opamp Comparator

Lad os analysere ovenstående forklaring ved at studere følgende eksempelkredsløb for en lyssensorafbryder.

Når vi ser på kredsløbsdiagrammet, finder vi kredsløbet konfigureret på følgende måde:

Vi kan se, at pin nr. 7 på opampen, som er + forsyningsstiften, er forbundet med den positive skinne, ligesom dens stift nr. 4, som er den negative forsyningsstift, er forbundet med den negative eller rettere nulforsyningsskinnen på strømforsyningen .

Ovenstående par pin-forbindelser driver IC'en, så den kan fortsætte med de tilsigtede funktioner.

Nu som diskuteret tidligere er pin nr. 2 på IC forbundet ved krydset mellem to modstande, hvis ender er forbundet til strømforsyningens positive og negative skinner.

Dette arrangement af modstandene kaldes en potentialdeler, hvilket betyder, at potentialet eller spændingsniveauet ved krydset mellem disse modstande vil være omtrent halvdelen af ​​forsyningsspændingen, så hvis forsyningsspændingen er 12, vil krydset mellem det potentielle opdelingsnetværk være 6 volt og så videre.

Hvis forsyningsspændingen er godt reguleret, vil ovennævnte spændingsniveau også være godt fast og kan derfor bruges som referencespænding for stift nr. 2.

Derfor med henvisning til krydsspændingen på modstandene R1 / R2, bliver denne spænding referencespændingen ved pin nr. 2, hvilket betyder, at IC vil overvåge og reagere på enhver spænding, der kan gå over dette niveau.

Registreringsspændingen, der skal overvåges, påføres IC nr. 3, i vores eksempel er det via en LDR. Stift nr. 3 er forbundet ved krydset mellem LDR-stiften og en forudindstillet terminal.

Det betyder, at denne krydsning igen bliver en potentiel skillevæg, hvis spændingsniveau denne gang ikke er fast, fordi LDR-værdien ikke kan fastsættes og vil variere med de omgivende lysforhold.

Antag nu, at du vil have kredsløbet til at føle LDR-værdien på et eller andet tidspunkt lige når skumringen falder, du justerer forudindstillingen, så spændingen ved pin nr. 3 eller ved krydset mellem LDR og forudindstillingen bare krydser over 6V-mærket.

Når dette sker, stiger værdien over den faste reference ved pin nr. 2, dette informerer IC om følelsesspændingen, der stiger over referencespændingen ved pin nr. 2, dette vender øjeblikkeligt output fra IC'en, der skifter til positiv fra dens oprindelige nulspænding position.

Ovenstående ændring i IC-tilstanden fra nul til positiv udløser relædriverfasen, der tænder for belastningen eller de lys, der kan være forbundet til relæets relevante kontakter.

Husk, at værdierne af modstandene, der er forbundet til pin nr. 2, også kan ændres for at ændre sensingstærsklen for pin nr. 3, så de er alle indbyrdes afhængige, hvilket giver dig en bred variation af variationen i kredsløbsparametrene.

Et andet træk ved R1 og R2 er, at det undgår behovet for at bruge en strømforsyning med dobbelt polaritet, hvilket gør den involverede konfiguration meget enkel og pæn.

Udveksling af sensingparameter med justeringsparameter

Som vist nedenfor kan ovennævnte forklarede driftsrespons bare vendes ved at udveksle IC'ens indgangsplaceringer eller ved at overveje en anden mulighed, hvor vi kun ændrer positionerne for LDR og forudindstillingen.

Sådan fungerer enhver grundlæggende opamp, når den er konfigureret som en komparator.

For at opsummere kan vi sige, at i enhver opamp-baseret compartaor finder følgende operationer sted:

Praktisk eksempel nr. 1

1) Når den inverterende stift (-) påføres en fast spændingsreference, og den ikke-inverterende (+) indgangsstift udsættes for en ændret følsomhed, forbliver opampens output 0V eller negativ, så længe (+) pin spænding forbliver under (-) referencen pin spændingsniveau.

Alternativt så snart (+) pin-spændingen går højere end (-) spændingen, bliver output hurtigt positivt forsynings-DC-niveau.

Eksempel 2

1) Omvendt, når den ikke-inverterende pin (+) påføres en fast spændingsreference, og den inverterende (-) input pin er udsat for en ændret sensing spænding, forbliver opampens output strømforsyningsniveau eller positivt, så længe (-) stift spænding forbliver under (+) referencestift spændingsniveau.

Alternativt så snart (-) pin volatge går højere end (+) spændingen, bliver output hurtigt negativt eller slukker til 0V.