Genel olarak elektronikte, karşılaştırıcı iki voltajı karşılaştırmak için kullanılır veya karşılaştırıcının iki girişinde verilen akımlar. Bu, iki giriş voltajı aldığı, ardından bunları karşılaştırdığı ve yüksek veya düşük seviyeli bir sinyal diferansiyel çıkış voltajı verdiği anlamına gelir. Karşılaştırıcı, rastgele değişen bir giriş sinyalinin referans seviyesine veya tanımlanmış bir eşik seviyesine ulaştığını algılamak için kullanılır. Karşılaştırıcı kullanılarak tasarlanabilir diyotlar, transistörler, op-amp'ler gibi çeşitli bileşenler . Karşılaştırıcılar, mantık devrelerini sürmek için kullanılabilecek birçok elektronik uygulamada bulunur.
Karşılaştırıcı Sembolü
Karşılaştırıcı Olarak Op-Amp
Karşılaştırıcı sembole yakından baktığımızda, onu şu şekilde tanıyacağız: Op-Amp (Operasyonel Amplifikatör) Sembol, bu nedenle bu karşılaştırıcıyı op-amp Op-Amp'den farklı kılan şey, analog sinyalleri kabul etmek ve analog sinyali çıkarmak için tasarlanmıştır, oysa karşılaştırıcı, sıradan bir Op-Amp olarak kullanılabilmesine rağmen yalnızca dijital bir sinyal olarak çıktı verecektir. Karşılaştırıcılar (LM324, LM358 ve LM741 gibi İşlemsel Yükselteçler, gerilim karşılaştırıcı devrelerinde doğrudan kullanılamaz.
Op-Amp'ler, amplifikatörün çıkışına bir diyot veya transistör eklenirse, genellikle voltaj karşılaştırıcıları olarak kullanılabilir) ancak gerçek karşılaştırıcı, çok amaçlı Op-Amp'lere kıyasla daha hızlı bir anahtarlama süresine sahip olacak şekilde tasarlanmıştır. Bu nedenle, karşılaştırıcının, dijital çıktıyı vermek için özel olarak tasarlanmış Op-Amp'lerin modifiye edilmiş versiyonu olduğunu söyleyebiliriz.
Op-amp ve Karşılaştırıcı Çıkış Devresinin Karşılaştırılması
Temel Karşılaştırıcı Devresi Çalışması
Karşılaştırma devresi basitçe iki analog giriş sinyalini alıp karşılaştırarak çalışır ve ardından mantıksal çıkışı yüksek '1' veya düşük '0' üretir.
Ters Çevirmeyen Karşılaştırıcı Devresi
Analog sinyali karşılaştırıcı + girişe 'ters çevirmeyen' ve - 'ters çeviren' olarak adlandırılan girişe uygulayarak, karşılaştırma devresi, ters çevirmeyen girişteki analog giriş üzerindeki analog girişten daha büyükse, bu iki analog sinyali karşılaştıracaktır. tersine çevirmek daha sonra çıktı mantıksal en yüksek seviyeye çıkacak ve bu, açık kollektör transistörü Yukarıdaki LM339 eşdeğer devresinde Q8'i AÇIN. Tersine çevirmeyen analog giriş, ters çevirme girişindeki analog girişten daha az olduğunda, karşılaştırıcı çıkışı mantıksal düşük değere dönecektir.
Bu, Q8 transistörünü KAPATACAKTIR. Yukarıdaki LM339 eşdeğer devre resminden de gördüğümüz gibi, LM339 çıkışında bir açık kollektör transistörü Q8 kullanır, bu nedenle kullanmalıyız 'Yukarı çekme' direnci Bu Q8 transistörünün çalışması için Q8 kollektör ucuna Vcc ile bağlanır. LM339 veri sayfasına göre, bu Q8 transistöründe akabilecek maksimum akım (çıkış çökme akımı) yaklaşık 18 mA'dır. V- aşağıdaki gibi hesaplanabilir.
V- = R2.Vcc / (R1 + R2)
Karşılaştırıcı ters çevirmeyen giriş, aynı zamanda V + voltaj başlangıcını Vcc'den 0 volta kadar ayarlayabileceğimiz voltaj bölücü devresini oluşturan 10 K potansiyometreye bağlanır. İlk olarak, V + Vcc'ye eşit olduğunda, karşılaştırıcı çıkışı mantıksal yüksekliğe (Vout = Vcc) döner çünkü V + V-'den büyüktür.
Bu, Q8 transistörünü KAPATACAK ve LED KAPANACAKTIR. Voltaj V + düştüğünde V-volt altına düştüğünde, karşılaştırıcı çıkışı mantıksal düşük değerine (Vout = GND) dönecek ve bu Q8 transistörünü AÇIK konuma getirecek ve LED AÇIK hale gelecektir.
Analog girişi değiştirerek, ters çevirmeyen girişe (V +) bağlı R1 ve R2 voltaj bölücü ve potansiyometre ters girişe (V-) bağlandığında, ters çıktı sonucunu alacağız.
Karşılaştırıcı Devresini Ters Çevirme
Yine, voltaj bölücü prensibini kullanarak, ters çevirmeyen girişteki (V +) voltaj yaklaşık V- volttur, bu nedenle ters giriş voltajını (V-) Vcc voltta başlatırsak, V + V-'den daha düşüktür, bu Q8 transistörünü AÇIK hale getirecek, karşılaştırıcı çıkışı mantıksal düşük değere dönecektir. V-'yi V +' nın altına ayarladığımızda. Ardından Q8 transistörü KAPALI, karşılaştırıcı çıkışı mantıksal yüksekliğe geçecektir çünkü V + şimdi V-'den büyüktür ve LED KAPALI olacaktır.
Karşılaştırıcının Pratik Elektronik Devrelerde Uygulaması
Arduino kullanan kablosuz sensör ağlarına dayalı toprağın nem izleme sistemi
nem izleme sistemi Arduino projesini kullanan kablosuz sensör ağlarına dayalı toprak, topraktaki nem içeriğine bağlı olarak pompa motorunu anahtarlama işlemini (açma / kapama) kontrol edebilen otomatik bir sulama sistemi geliştirmek için tasarlanmıştır.
Nem İzleme Sistemi
Nem sensörü toprağın nemini algılar ve Arduino kartına uygun bir sinyal verilir. Karşılaştırıcı, nem seviyesi sinyallerini önceden tanımlanmış referans sinyaliyle karşılaştıracaktır. Daha sonra mikrodenetleyiciye bir sinyal gönderecektir. Algılama düzeninden ve karşılaştırıcı sinyalden alınan sinyale bağlı olarak su pompası çalıştırılacaktır. LCD ekran, toprak nem içeriği ve su pompasının durumunu görüntülemek için kullanılır.
Kalp Atışı Sensörü Devresi
Heartrate Monitor çipinin Sistem Uygulaması
HRM-2511E kalp atışı sensörü 4 op-amp vardır. Dördüncü Opamp, voltaj karşılaştırıcısı olarak kullanılır. Analog PPG sinyali pozitif girişe beslenir ve negatif giriş bir referans voltajına (VR) bağlanır. VR'nin büyüklüğü, potansiyometre P2 (yukarıda gösterilmiştir) aracılığıyla 0 ile Vcc arasında herhangi bir yerde ayarlanabilir. PPG darbe dalgası eşik voltajı VR'yi her aştığında, karşılaştırıcının çıkışı yüksek olur. Bu nedenle bu düzenleme, kalp atışıyla senkronize olan bir çıkış dijital atımı sağlar. Darbenin genişliği aynı zamanda eşik voltajı VR ile belirlenir.
Duman Alarm Devresi
Duman Alarm Devresi
fotodiyotlar foto-transistörler Q1 ve Q2 tarafından tespit edilen ışık yayar. Üst bölge sızdırmazdır ve bu nedenle Q1 transistörünün çalışma noktası değişmez. Bu çalışma noktası, karşılaştırıcı için bir referans olarak kullanılır. Duman alt bölgeye girdiğinde foto-transistör Q2'nin çalışma noktası değişir, bu da Vin (duman yok) değerinden Vin (no_smoke) temel değerinden Vin voltajında bir değişikliğe neden olur. Fotoğrafın tabanındaki ışığın yoğunluğu olarak -Bölgeye giren duman nedeniyle transistör azalır, baz akımı düşer ve Vin voltajı baz (duman yok) Vin (no_smoke) değerinden yükselir. Vin voltajı Vref'i geçtiğinde, karşılaştırıcının çıkışı VL'den VH'ye geçerek alarmı tetikler.
Umarım bu makaleyi okuyarak bazı temel bilgiler edindiniz ve karşılaştırıcı üzerinde çalışmışsınızdır. Bu makale veya hakkında herhangi bir sorunuz varsa son yıl elektronik ve elektrik projeleri , lütfen aşağıdaki bölümde yorum yapmaktan çekinmeyin. İşte size bir soru, Op-amp'in karşılaştırıcı devre olarak kullanıldığı herhangi bir gömülü sistem uygulaması biliyor musunuz?
