Over het algemeen worden comparatoren in verschillende typen ingedeeld, zoals elektrische comparatoren, elektronische comparatoren, mechanische comparatoren, optische comparatoren, sigma-comparatoren, pneumatische comparatoren, digitale comparatoren, enzovoort. Deze vergelijkingscircuits worden typisch gebruikt bij het ontwerpen van elektrische en elektronica projecten In dit artikel bespreken we hoe u een opamp als comparatorcircuit en de werking van opamp als comparatorcircuit kunt gebruiken. Maar in de eerste plaats moeten we weten wat een operationele versterker en een vergelijkingscircuit is.
Operationele versterker
Operationele versterker
De DC-gekoppelde elektronische spanningsversterker met hoge versterking, die uit twee ingangsklemmen bestaat, wordt weergegeven in de afbeelding. De differentiële ingang wordt naar de twee ingangsklemmen (inverterende ingangsklem en niet-inverterende ingangsklem) van de opamp gevoerd en produceert een enkele uitgangspotentiaal op de Vout-aansluiting. Het potentiaalverschil dat naar de twee ingangsklemmen wordt gevoerd, wordt dus versterkt om een versterkte uitgang te produceren. Deze versterkte output is gelijk aan honderdduizenden keren verschil tussen de inputsignalen.
De output van de versterker kan worden gegeven als
Vout = AOL (V + - V-)
Waar,
- AOL is een open lusversterking van de versterker
- V + is de niet-inverterende ingang van de versterker
- V- is de inverterende ingang van de versterker
Ook al zijn er verschillende soorten operationele versterkers 741 opamps worden vaak gebruikt als vergelijkingscircuit in verschillende elektronische circuits.
Vergelijkingscircuit
Het apparaat dat uit twee ingangsklemmen bestaat, waarbij het referentie-ingangssignaal naar één klem wordt gevoerd en de werkelijke waarde van het signaal naar een andere klem. Vervolgens wordt een uitgangssignaal gegenereerd op de uitgangsklem op basis van het verschil tussen de twee ingangssignalen die naar de twee ingangsklemmen worden gevoerd. Dit gegenereerde uitgangssignaal is 0 (laag) of 1 (hoog).
In elektrische en elektronische terminologie wordt het apparaat dat wordt gebruikt voor het vergelijken van twee spanningssignalen of stroomsignalen die naar de twee analoge ingangsklemmen worden gevoerd, waardoor één binair digitaal uitgangssignaal wordt geproduceerd om het grotere ingangssignaal aan te geven, een vergelijkingscircuit
Vergelijkingscircuit
De twee analoge ingangsklemmen worden weergegeven als V + (Vin) en V- (Vref) in het bovenstaande vergelijkingscircuit. De digitale output wordt gegenereerd op de outputterminal V0 (Vout). Het uitgangssignaal van het vergelijkingscircuit wordt gegeven door
Als V +> V- (Vin is groter dan Vref), dan is V0 = 1 en Over het algemeen worden comparatoren gebruikt in apparaten zoals relaxatie-oscillatoren, analoog-naar-digitaal converters (ADC's), en ook in de apparaten die worden gebruikt om analoge signalen te meten. De comparators bestaan uit differentiële versterkers met hoge versterking en we kunnen een opamp gebruiken als comparatorcircuit. 741 operationele versterkers zijn operationele basisversterkers die in veel elektronische schakelingen als vergelijkingscircuit kunnen worden gebruikt. Als we bijvoorbeeld een temperatuur gecontroleerde schakelaar dan wordt de omschakeling uitgevoerd op basis van de temperatuur. Als de werkelijke temperatuurwaarde de vooraf ingestelde referentietemperatuurwaarde overschrijdt, wordt dienovereenkomstig een uitgangsspanning (laag of hoog) geproduceerd door de temperatuursensor. Als we de basisopstelling van de comparator beschouwen, zullen er hoogfrequente spanningsvariaties zijn die worden veroorzaakt door ruis. Dit probleem moet worden overwogen in het geval van operationele versterkers die in het bijzonder zijn ontworpen als vergelijkingscircuits. Deze ruis wordt geproduceerd wanneer het ingangsspanningssignaal en het referentiespanningssignaal dicht bij elkaar zijn. Op Amp als comparatorcircuit De hoogfrequente spanningsvariaties worden veroorzaakt door de willekeurige aard van ruis, hierdoor wordt in snelle opeenvolging de ingangssignaalspanning groter of kleiner dan de referentiespanning. Het uitgangssignaal zal dus oscilleren tussen het maximale spanningsniveau en het minimale spanningsniveau. Dit probleem kan worden verminderd door toe te passen hysterese We kunnen de hysteresekloof in de Schmitt-triggerschakeling aanpassen door hysterese toe te passen op een opamp-comparatorcircuit met behulp van positieve feedback. De figuur toont opamp als vergelijkingscircuit met hysterese. Over het algemeen fluctueert de output van een opamp positief en negatief tot extreme spanning die ongeveer gelijk is aan de voedingspotentialen. Als een 741 op amp is aangesloten op een +/- 18V, dan wordt de maximale uitgangsspanning gegeven als +/- 15V. Dit komt door de extreem hoge open-lusversterking van de opamp (10.000 tot 1 miljoen). Dus als +/- 150 microvolt spanningsverschil wordt gecreëerd door een ingang, dan wordt deze ongeveer een miljoen keer versterkt en wordt de uitgang verzadigd. De output blijft dus op zijn maximum of minimum waarde. Op Amp als werkingsoperatie van het vergelijkingscircuit Bij het gebruik van een opamp als een comparator in instrumentatie, kan de open lus worden gebruikt om de twee spanningen te vergelijken. Daarom, afhankelijk van het verschil tussen de waarde van de ingangsspanning en de waarde van de referentiespanning, zal de uitgang Vout gelijk zijn aan de maximale hoge waarde of de minimale lage waarde (de waarde van de ingangsspanning zal groter of kleiner zijn dan de waarde van de referentiespanningswaarde. volt). De referentiespanning wordt toegevoerd aan de niet-inverterende ingangsklem van de opamp en de variabele spanning wordt toegevoerd aan de inverterende ingangsklem van de opamp. Beschouw het schakelschema van de opamp-comparator in de afbeelding, als de spanning die naar pin 2 wordt gevoerd groter is dan de referentiespanning die naar pin 3 wordt gevoerd, wordt de uitgangsspanning laag en is deze marginaal groter dan –Vs. Als de spanning die naar pin 2 wordt gevoerd, lager is dan de referentiespanning die naar pin 3 wordt gevoerd, wordt de uitgangsspanning hoog en is deze marginaal minder dan + Vs. Er zijn veel opamps speciaal voor de werking van comparatoren, deze opamp-comparatorcircuits worden gebruikt voor vergelijkingen op hoge snelheid. De uitgangstoestand van deze opamp-comparatorcircuits verandert in minder dan 1 microseconde. Maar deze hogesnelheidsvergelijkende opamp-comparatorcircuits verbruiken meer stroom, afhankelijk van de vergelijkingssnelheid. Op basis van de snelheid van vergelijkingen en de hoeveelheid stroomverbruik, worden deze vergelijkers ingedeeld in verschillende typen. De specifieke opamp-comparator kan worden gebruikt voor een bepaalde toepassing, afhankelijk van de vereiste snelheid en / of energieverbruik Het temperatuur-vochtigheidsmonitoringssysteem van de bodem op basis van draadloze sensornetwerken met behulp van Arduino-project is ontworpen voor het ontwikkelen van een automatisch irrigatiesysteem dat de schakeling (aan en uit) pompmotor regelt door het bodemvochtgehalte te meten. Het temperatuur-vochtigheidsmonitoringssysteem van de bodem op basis van draadloze sensornetwerken met Arduino van Edgefxkits.com De sensoropstelling neemt het vocht van de grond waar en het juiste signaal wordt aan het Arduino-bord gegeven. Dit wordt bereikt met behulp van een opamp als vergelijkingscircuit dat fungeert als interface tussen detectieopstelling en microcontroller. Op basis van het signaal dat wordt ontvangen van de sensorinrichting, wordt de waterpomp bediend. Het LCD-display wordt gebruikt voor het weergeven van de status van het bodemvochtgehalte en de waterpomp. Bovendien kan technische assistentie worden verleend op basis van uw vragen die in de opmerkingen hieronder zijn gepost. U kunt ons gratis eBook downloaden naar ontwerp elektronica projecten in je eentje. Kent u embedded systeemtoepassingen waarin op-amp wordt gebruikt als vergelijkingscircuit?
Als V +Op Amp als comparator
Op Amp als werkende werking van het vergelijkingscircuit
Toepassing van Op Amp als vergelijker in praktische elektronische schakelingen
