Схема компаратора с операционным усилителем

01.10.2024 Olga 0 Comments

Схема компаратора с операционным усилителем

Для управления компонентами электронных схем используются различные устройства, способные конфигурировать и разделять сигналы. Для быстрого сравнения нескольких разных импульсов часто используют специальные компараторы от одного источника.

ВКонтакте Facebook Twitter Google+ Контент Minecraft:

Содержание

Основные технические характеристики

Компаратор — это устройство, которое сравнивает несколько напряжений и токов, выдавая окончательный сигнал мощности, который указывает на наибольшее значение параметра, при этом точно вычисляя их соотношение. Этот продукт имеет несколько аналоговых входов и цифровой выход. Для визуального отображения сигнала в устройстве используются световые индикаторы.

Несколько десятилетий назад использовались только встроенные компараторы напряжения, часто называемые высокоскоростными. Для этого требуется некоторое дифференциальное напряжение в заданном диапазоне, которое намного меньше напряжения питания. Такие устройства не передают другие внешние сигналы, находящиеся за пределами действия питающей сети.

Для тех, кто серьёзно занимается электроникой, будет полезна статья о параметрах, цоколевке и аналогичном транзисторе КТ3102.

Типы компараторов

Специалисты классифицируют компараторы на следующие типы:

Аналоговые продукты;
Компаратор ОУ.

Аналоговый компаратор

В настоящее время часто используются аналоговые компараторы, оснащенные специальными транзисторными входами. Потенциал входного сигнала в устройстве составляет не менее 0,4 вольта и никогда не увеличивается. Обычно продукт реагирует очень быстро, в результате чего входной сигнал падает ниже указанного диапазона, например 0,3 В. Обычно такой диапазон ограничен только конкретным входным напряжением на транзисторе.

Компаратор на операционном усилителе

Кроме простых устройств, делали еще и компараторы видеоспектра на операционных усилителях. Такие изделия имеют достаточно точную балансировку входного напряжения и высокое сопротивление выходного сигнала. Благодаря этой характеристике компараторы на операционных усилителях можно использовать в цепях низкого напряжения и низкой проводимости.

Другими словами, ОУ частоты может работать в разомкнутом контуре и использоваться как изделие с низкими характеристиками. Во время работы значение напряжения неинвертирующего входа выше значения напряжения инвертирующего входа. Большое усиление сигнала усилителя индуцирует небольшое выходное напряжение на входе устройства.

Если спад неинвертирующего входа меньше, чем у инвертирующего, выходной сигнал способен насыщаться при отрицательных уровнях напряжения, но будет проводить электрические импульсы. Величина напряжения на выходе ОУ ограничена только напряжением питания. Вся схема усилителя работает только в линейном режиме с отрицательной обратной связью. Это достигается за счет специального сбалансированного источника питания. Практически все устройства, работающие с компараторами, оснащены возможностью записи полученной информации. Этот электронный принцип не может работать в цепях, в которых используются плохо проводящие радиоактивные компоненты и открытые цепи.

Читайте также статью: продвижение сайтов ссылками

Недостатки устройства на операционном усилителе

Компараторы с операционными усилителями имеют следующие недостатки:

Такие усилители могут работать только в линейном режиме при отрицательных значениях обратной связи. Однако для восстановления операционного усилителя требуется довольно много времени.
Почти все усилители оснащены специальными конденсаторами внутренней компенсации, ограничивающими скорость увеличения выходного напряжения высокочастотных сигналов. Другими словами, такая схема может задерживать электрические импульсы.
Это устройство не имеет внутреннего гистерезиса.

Видео: Как проверить операционный усилитель или компаратор.

Из-за этого недостатка компараторы используются для управления различными цепями без необходимости использования операционных усилителей. Единственное исключение — генераторы. Это устройство необходимо для множества процессов, имеющих ограниченные значения выходного напряжения, способных взаимодействовать с цифровой логикой. Именно поэтому их используют в различных тепловых устройствах. Он также используется для сравнения электрических сигналов и сопротивлений таких устройств, как стабилизаторы или таймеры.

Как работает компаратор

Чтобы наглядно продемонстрировать работу быстрого компаратора с гистерезисом, необходимо рассмотреть устройство с несколькими выходами.

В этом продукте используется пара идентичных сигналов разной полярности, используя аналоговый сигнал на первом входе (часто называемом нереверсивным) и выходе (считающимся реверсивным). Когда значение аналогового входа больше значения его выхода, выход будет иметь положительную полярность. Это должно открыть готовый коллектор транзистора в схеме, которую необходимо включить. Однако, когда вход имеет отрицательную полярность, электрический сигнал будет очень мал, поэтому коллектор транзистора останется закрытым.

Фазовые компараторы почти всегда способны влиять на входы в схемах логических элементов и поэтому работают в зависимости от уровня напряжения питающей сети. Другими словами, устройство способно преобразовывать аналоговые сигналы в цифровой формат. Этот принцип работы помогает избежать указания значения желаемого выходного сигнала, поскольку устройство всегда имеет захват петли гистерезиса и конечный коэффициент усиления.

Назначение и применение компаратора

Подобные продукты использовались в простых схемах персональных компьютеров, где требуется быстрое сравнение сигналов входного напряжения. Это также могут быть устройства для зарядки мобильных телефонов или других гаджетов, весы, датчики напряжения, микроконтроллеры, таймеры и тому подобные изделия. Иногда его используют в различных интегральных схемах, где необходимо управлять входными импульсами и обеспечивать связь от источника импульсов к месту назначения.

Лучшим примером является регулятор Shimmer, способный работать в многоканальном режиме. Таким образом, он может сравнивать большое количество электрических сигналов. Компаратор также используется для восстановления цифровых сигналов, которые могут искажать связь в зависимости от значения напряжения и расстояния от источника сигнала. Это устройство считается аналогом традиционного компаратора, обладающего широким набором функций и возможностью измерения большого количества входных электрических сигналов.

В настоящее время выпускается специальный компаратор шероховатости. Этот продукт быстро определяет качество ранее обработанных поверхностей. Использование такого устройства оправдано необходимостью определения допусков обрабатываемой поверхности.