Схемы компараторов напряжения - Компараторы, как они работают.

Эта статья содержит основную информацию о работе компараторов напряжения построенных на интегральных микросхемах и может быть использована в качестве справочного материала для построения различных схем. В электронике, компаратор представляет собой устройство, которое сравнивает между собой два электрических сигнала и выводит цифровой сигнал, указывающий на увеличение одного входного сигнала над другим. Компаратор имеет два аналоговых входа и один цифровой выход. Компаратор, как правило, построен на дифференциальном усилителе с высоким коэффициентом усиления.

Компараторы широко используются в устройствах, которые измеряют и оцифровывают аналоговые сигналы, например, в аналого-цифровых преобразователях АЦП. Примеры работы компаратора приведены на основе микросхемы LM счетверенный компаратора напряжений и LM сдвоенный компаратор напряжения. Эти две микросхемы по своему функционалу идентичны. Компаратор напряжения LM так же может быть использован в данных примерах, но он имеет ряд функциональных особенностей.

Как правило, выход компаратора напряжения представляет собой выход с открытым коллектором. Выход открытый коллектор имеет отрицательную полярность. Это означает, что на этом выходе не бывает положительного сигнала и нагрузка должна подключаться между этим выходом и источника питания. В некоторых схемах к выходу компаратора подключают нагрузочный подтягивающий резистор для того, чтобы обеспечить сигнал высокого уровня поступающего на вход следующего элемента схемы.

Операционные усилители ОУ , такие как LM, LM и LM обычно не используются в радиоэлектронных схемах в качестве компаратора напряжения из-за их биполярных выходов. Тем не менее, эти операционные усилители могут быть использованы в качестве компараторов напряжения, если к выходу ОУ подключить диод или транзистор для того чтобы создать выход с открытым коллектором. Ниже представлена логика работы компаратора имеющий выход с открытым коллектором:.

Таким образом, можно сделать все 4 выхода ОУ LM с открытым коллектором. Каждый такой выход может выдерживать ток нагрузки 15 мА и напряжение до 50 вольт. Входы компаратора крайне чувствительны и разница напряжения между ними всего лишь в несколько милливольт приводит к переключению его выхода. Компараторы напряжения LM, LM и LMмогут работать с одно- или двухполярным источником питания до 32 вольт максимум.

Интегральные компараторы напряжения.

При работе с двухполярным питанием, режим сравнения напряжения остается таким же, за исключением того, что для большинства схем эмиттер выходного транзистора подключается к отрицательной шине питания, а не к общей цепи. Исключением из этого правила является операционный усилитель LM, имеющий изолированный эмиттер, который можно подключить как к минусу однополярного источника питания, так или к общему проводу двухполярного.

При работе с двухполярным источником питания, входное напряжение может быть выше или ниже относительно общего провода блока питания. Следующий рисунок показывает простейшую конфигурацию для компаратора напряжения, а так же графическое изображение режима его работы.

Компаратор напряжения на ОУ: принцип работы, схемы

В этой схеме опорное напряжение составляет половину напряжения питания, а входное напряжение может меняться от нуля до напряжения питания. В теории опорное и входное напряжение могут иметь значение от нуля и до напряжения источника питания, но есть реальные ограничения, зависящие от конкретно используемого компаратора. Компараторы не являются совершенными устройствами, и их работа может иметь недостаток от последствий такого параметра, как входное напряжение смещения.

Входное напряжение смещения для многих компараторов может составлять всего несколько милливольт и в большинстве схем может быть проигнорировано.

В основном проблема, связанная с входным напряжением смещения возникает, когда входное напряжение изменяется очень медленно. Конечным результатом входного напряжения смещения является то, что выходной транзистор не полностью открывается или закрывается, когда входное напряжение находится недалеко от опорного напряжения.

Следующая диаграмма иллюстрирует эффект смещения входного напряжения возникающий в результате медленного изменения входного напряжения. Этот эффект возрастает при увеличении выходного тока транзистора. Поэтому, для уменьшения этого эффекта, необходимо обеспечить максимальное сопротивление резистора R4. Последствия входного напряжения смещения можно уменьшить, добавив в схему гистерезис. Это приведет к тому, что опорное напряжение будет меняться, когда выход компаратора переходит на высокий или низкий уровень.

Для большинства схем построенных на компараторах, величина гистерезиса является разностью напряжений входного сигнала, при котором выход компаратора либо полностью включен или полностью выключен.

Гистерезис в компараторах, как правило, нежелателен, но он может потребоваться, когда необходимо уменьшить чувствительность к шуму или при медленном изменении входного сигнала. Внешний гистерезис использует положительную обратную связь ПОС с выхода на неинвертирующий вход компаратора.

В результате полученный триггер Шмитта обеспечивает дополнительную помехоустойчивость и более чистый выходной сигнал. Эффект от использования гистерезиса в том, что при постепенном изменении входного напряжения, а опорное напряжение будет быстро изменяться в противоположном направлении. Это обеспечивает чистое переключение выхода компаратора. Механический аналог гистерезиса может быть обнаружен в разнообразных тумблерах.

Компаратор. Описание и применение. Часть 1

Как только рукоятка тумблера перемещается мимо центральной точки, пружина в тумблере переводит контакты реле в гарантированное положение открытое или закрытое. Получать уведомления об ответе на комментарий по электронной почте. Главная Видео Программы Калькулятор Контакты. Описание, datasheet, схема включения, аналог Применение таймера NE Часть 2 — генератор прямоугольных импульсов на NE Добавить комментарий Отменить ответ Ваш электронный адрес не будет опубликован.

Attiny13 Attiny DS18B20 LM35 LM LM LM LM NE PIC12F PIC16F84 PIC16F proteus Блок питания Двигатель Детектор Дистанционное управление Дозиметр Замок Зарядное устройство КРПМ1 Ключ iButton Микрофон ОУ Охрана Преобразователь Программатор Программы Регуляторы Резистор Сад и огород Светодиод Сенсор Схемы с видео Счетчик Гейгера Таймер Термометр Термостат Управление освещением Усилитель Частотомер ШИМ Шаговый двигатель транзистор уроки.


Коментарии:

    Тем не менее, эти операционные усилители могут быть использованы в качестве компараторов напряжения, если к выходу ОУ подключить диод или транзистор для того чтобы создать выход с открытым коллектором.





2016-2017 impulsandolaexcelencia.net