Cum se folosește un amplificator op ca circuit de comparare

În această postare învățăm în mod cuprinzător cum să folosim orice opamp ca un comparator într-un circuit pentru a compara diferențele de intrare și pentru a produce ieșirile corespunzătoare.

Ce este un comparator amplificator op

Noi am fost folosind un CI amplificator op probabil de când am început să învățăm electronica, mă refer la acest mic minunat IC 741, prin care practic orice proiectare a circuitelor bazate pe comparator devine fezabilă.

Aici discutăm despre unul dintre circuitele simple de aplicare ale acestui IC în care se află configurat ca un comparator , nu este de mirare că următoarele aplicații pot fi modificate în numeroase moduri diferite, conform preferințelor utilizatorului.

După cum sugerează și numele, comparatorul opamp se referă la funcția de comparare între un anumit set de parametri sau poate fi doar câteva magnitudini ca în cazul respectiv.

Deoarece în electronică avem de-a face cu tensiuni și curenți, acești factori devin agenții unici și sunt folosiți pentru operarea, reglarea sau controlul diferitelor componente implicate.

În proiectarea comparatorului de amplificator op, propusă, practic, sunt utilizate două niveluri de tensiune diferite la pinii de intrare pentru a le compara, așa cum se arată în diagrama de mai jos.

REȚINEȚI-VĂ, TENSIUNEA DE LA PIN-urile de intrare nu trebuie să depășească nivelul de alimentare DC al amplificatorului de operare, în figura de mai sus nu ar trebui să depășească +12 V

Cei doi pini de intrare ai unui amplificator op sunt numiți inversori (cu semn minus) și pinul neinversibil (cu semn plus) devin intrările de detectare ale amplificatorului op.

Atunci când este utilizat ca comparator, unul dintre pinii din cei doi este aplicat cu o tensiune de referință fixă, în timp ce celălalt pin este alimentat cu tensiunea al cărei nivel trebuie monitorizat, așa cum se arată mai jos.

Monitorizarea tensiunii de mai sus se face cu referire la tensiunea fixă ​​care a fost aplicată celuilalt pin complementar.

Prin urmare, dacă tensiunea care urmează să fie monitorizată depășește sau coboară sub tensiunea fixă ​​a pragului de referință, ieșirea revine la stare sau își schimbă starea inițială sau își modifică polaritatea tensiunii de ieșire.

Demo video

Cum funcționează un comparator Opamp

Să analizăm explicația de mai sus studiind următorul exemplu de circuit al unui comutator senzor de lumină.

Privind schema circuitului, găsim circuitul configurat în felul următor:

Putem vedea că pinul # 7 al opampului care este pinul de alimentare + este conectat la șina pozitivă, în mod similar pinul său # 4, care este pinul de alimentare negativ, este conectat la negativ sau mai degrabă șina de alimentare zero a sursei de alimentare. .

Cele două conexiuni de pin de mai sus alimentează IC-ul astfel încât să poată continua cu funcțiile sale intenționate.

Acum, așa cum s-a discutat mai devreme, pinul 2 al IC-ului este conectat la joncțiunea a două rezistențe ale căror capete sunt conectate la șinele pozitive și negative ale sursei de alimentare.

Această dispunere a rezistențelor se numește divizor de potențial, ceea ce înseamnă că potențialul sau nivelul de tensiune la joncțiunea acestor rezistențe vor fi aproximativ jumătate din tensiunea de alimentare, deci dacă tensiunea de alimentare este 12, joncțiunea rețelei divizorului de potențial va fi să fie de 6 volți și așa mai departe.

Dacă tensiunea de alimentare este bine reglată, nivelul de tensiune de mai sus va fi, de asemenea, bine fixat și, prin urmare, poate fi utilizat ca tensiune de referință pentru pinul 2.

Prin urmare, referindu-se la tensiunea de joncțiune a rezistențelor R1 / R2, această tensiune devine tensiunea de referință la pinul 2, ceea ce înseamnă că IC va monitoriza și va răspunde la orice tensiune care ar putea depăși acest nivel.

Tensiunea de detectare care urmează să fie monitorizată se aplică pinului 3 al IC-ului, în exemplul nostru este printr-un LDR. Pinul 3 este conectat la joncțiunea pinului LDR și un terminal presetat.

Asta înseamnă că această joncțiune devine din nou un divizor potențial, al cărui nivel de tensiune de această dată nu este fix, deoarece valoarea LDR nu poate fi fixată și va varia în funcție de condițiile de lumină ambientală.

Acum, să presupunem că doriți ca circuitul să simtă valoarea LDR la un moment dat chiar la căderea amurgului, reglați presetarea astfel încât tensiunea la pinul 3 sau la joncțiunea LDR și presetarea să treacă peste semnul de 6V.

Când se întâmplă acest lucru, valoarea crește peste referința fixă ​​la pinul 2, aceasta informează IC-ul despre tensiunea de sens care crește deasupra tensiunii de referință la pinul 2, aceasta revine instantaneu ieșirea IC-ului care se schimbă în pozitiv de la tensiunea zero inițială poziţie.

Schimbarea de mai sus a stării IC-ului de la zero la pozitiv, declanșează stadiul șoferului releului care pornește sarcina sau luminile care ar putea fi conectate la contactele relevante ale releului.

Amintiți-vă, valorile rezistențelor conectate la pinul # 2 pot fi, de asemenea, modificate pentru modificarea pragului de detectare a pinului # 3, deci toate sunt interdependente, oferindu-vă un unghi larg de variație a parametrilor circuitului.

O altă caracteristică a R1 și R2 este că evită necesitatea utilizării unei surse de alimentare cu polaritate dublă, ceea ce face configurația implicată foarte simplă și îngrijită.

Schimbarea parametrului de detectare cu parametrul de reglare

Așa cum se arată mai jos, răspunsul de operare explicat mai sus poate fi inversat doar prin schimbarea pozițiilor pinului de intrare ale IC sau, luând în considerare o altă opțiune în care schimbăm doar pozițiile LDR și ale presetării.

Acesta este modul în care se comportă orice opamp de bază atunci când este configurat ca un comparator.

Pentru a rezuma putem spune că în orice compartaor bazat pe opamp, au loc următoarele operații:

Exemplu practic nr. 1

1) Când pinul inversor (-) se aplică o referință de tensiune fixă, iar pinul de intrare non-inversor (+) este supus unei tensiuni de detectare modificate, ieșirea opampului rămâne 0V sau negativă atâta timp cât (+) tensiunea pinului rămâne sub nivelul de tensiune de referință (-) de referință.

Alternativ, de îndată ce volajul pinului (+) depășește tensiunea (-), ieșirea se transformă rapid la nivelul continuu de alimentare DC.

Exemplul nr. 2

1) În schimb, atunci când pinul neinversibil (+) este aplicat cu o referință de tensiune fixă, iar pinul de intrare inversor (-) este supus unei tensiuni de detectare modificate, ieșirea opampului rămâne la nivelul de alimentare DC sau pozitivă atâta timp cât tensiunea pinului (-) rămâne sub nivelul de tensiune de referință (+).

Alternativ, de îndată ce volajul pinului (-) depășește tensiunea (+), ieșirea devine rapid negativă sau se oprește la 0V.