Op amp'i Karşılaştırıcı Devre Olarak Kullanma

Bu yazıda, bir giriş diferansiyelini karşılaştırmak ve karşılık gelen çıktıları üretmek için herhangi bir opamp'ı bir devrede karşılaştırıcı olarak nasıl kullanacağımızı kapsamlı bir şekilde öğreniyoruz.

Op amp Karşılaştırıcı nedir

Biz olduk bir op amp IC kullanarak Muhtemelen elektronik öğrenmeye başladığımızdan beri, neredeyse tüm karşılaştırıcı tabanlı devre tasarımlarının uygulanabilir hale geldiği bu harika küçük IC 741'e atıfta bulunuyorum.

Burada, bu IC'nin basit uygulama devrelerinden birini tartışıyoruz. karşılaştırıcı olarak yapılandırıldı Aşağıdaki uygulamaların, kullanıcı tercihine göre çeşitli şekillerde değiştirilebilmesi şaşırtıcı değildir.

Adından da anlaşılacağı gibi, opamp karşılaştırıcısı, belirli bir parametre kümesi arasında karşılaştırma işlevine atıfta bulunur veya durumda olduğu gibi sadece birkaç büyüklük olabilir.

Elektronikte öncelikle voltajlar ve akımlarla uğraştığımız için, bu faktörler tek etkenler haline gelir ve ilgili çeşitli bileşenleri çalıştırmak veya düzenlemek veya kontrol etmek için kullanılır.

Önerilen op amp karşılaştırıcı tasarımında, aşağıdaki diyagramda gösterildiği gibi, temel olarak giriş pinlerinde bunları karşılaştırmak için iki farklı voltaj seviyesi kullanılmıştır.

UNUTMAYIN, GİRİŞ PİMLERİNDEKİ VOLTAJ OP AMP'NİN DC BESLEME SEVİYESİNİ AŞMAMALIDIR, YUKARIDAKİ ŞEKİLDE +12 V'U AŞMAMALIDIR

Bir op amp'in iki giriş pini, ters çevirme (eksi işaretli) olarak adlandırılır ve ters çevirmeyen pim (artı işaretli) op ​​amp'in algılama girişleri olur.

Karşılaştırıcı olarak kullanıldığında, ikisinden biri sabit bir referans voltajı ile uygulanırken, diğer pini aşağıda gösterildiği gibi seviyesi izlenmesi gereken voltajla beslenir.

Yukarıdaki voltajın izlenmesi, diğer tamamlayıcı pime uygulanan sabit voltaj referans alınarak yapılır.

Bu nedenle, izlenecek voltaj sabit referans eşik voltajının üstüne çıkarsa veya altına düşerse, çıkış durumuna geri döner veya orijinal durumunu değiştirir veya çıkış voltajı polaritesini değiştirir.

Video Demosu

Opamp Karşılaştırıcı Nasıl Çalışır?

Işık sensörü anahtarının aşağıdaki örnek devresini inceleyerek yukarıdaki açıklamayı analiz edelim.

Devre şemasına baktığımızda devreyi aşağıdaki şekilde yapılandırdık:

Opamp'ın + besleme pini olan Pim # 7'sinin pozitif raya bağlandığını, benzer şekilde negatif besleme pini olan 4 numaralı pinin de güç kaynağının negatif veya daha doğrusu sıfır besleme rayına bağlandığını görebiliriz. .

Yukarıdaki pin bağlantıları çifti, IC'ye, amaçlanan işlevlerini sürdürebilmesi için güç sağlar.

Şimdi daha önce tartışıldığı gibi, IC'nin pimi # 2, uçları güç kaynağı pozitif ve negatif raylarına bağlı olan iki direncin birleşimine bağlanır.

Dirençlerin bu düzenlemesine potansiyel bölücü denir, yani bu dirençlerin birleşim yerindeki potansiyel veya voltaj seviyesi, besleme voltajının yaklaşık yarısı kadar olacaktır, bu nedenle besleme voltajı 12 ise, potansiyel bölücü ağın bağlantısı olacaktır. 6 volt ve benzeri olabilir.

Besleme voltajı iyi düzenlenirse, yukarıdaki voltaj seviyesi de iyi sabitlenir ve bu nedenle pim # 2 için referans voltajı olarak kullanılabilir.

Bu nedenle, R1 / R2 dirençlerinin bağlantı voltajına atıfta bulunarak, bu voltaj pim # 2'deki referans voltajı haline gelir, bu da IC'nin bu seviyenin üzerine çıkabilecek herhangi bir voltajı izleyeceği ve yanıtlayacağı anlamına gelir.

İzlenecek algılama voltajı, IC'nin 3 numaralı pimine uygulanır, örneğimizde bir LDR aracılığıyla. Pim # 3, LDR pimi ile önceden ayarlanmış bir terminalin birleşimine bağlanır.

Bu, bu bağlantının tekrar potansiyel bir bölücü haline geldiği ve LDR değeri sabitlenemediği ve ortam ışık koşullarına göre değişeceği için voltaj seviyesi bu sefer sabit olmadığı anlamına gelir.

Şimdi, devrenin LDR değerini, akşam karanlığı düştüğünde bir noktada algılamasını istediğinizi varsayalım, ön ayarı pim # 3'teki veya LDR'nin kesişme noktasındaki voltajı ve ön ayar 6V işaretinin hemen üstünden geçecek şekilde ayarlayın.

Bu gerçekleştiğinde, değer, pim # 2'deki sabit referansın üzerine yükselir, bu, IC'yi pim # 2'deki referans voltajının üzerine yükselen algılama voltajı hakkında bilgilendirir, bu anında IC'nin çıkışını başlangıçtaki sıfır voltajından pozitif olarak değiştirir. durum.

IC'nin durumunda sıfırdan pozitife yukarıdaki değişiklik, yükü veya rölenin ilgili kontaklarına bağlanabilecek ışıkları açan röle sürücü aşamasını tetikler.

Unutmayın, pim # 2'ye bağlı dirençlerin değerleri, pim # 3'ün algılama eşiğini değiştirmek için de değiştirilebilir, bu nedenle hepsi birbirine bağlıdır ve size devre parametrelerinin geniş bir varyasyon açısı verir.

R1 ve R2'nin bir başka özelliği de, çift kutuplu bir güç kaynağı kullanma ihtiyacını ortadan kaldırması, ilgili konfigürasyonu çok basit ve düzgün hale getirmesidir.

Algılama Parametresini Ayarlama Parametresiyle Değiştirme

Aşağıda gösterildiği gibi, yukarıda açıklanan işlem yanıtı, IC'nin giriş pimi konumlarının değiştirilmesi yoluyla veya yalnızca LDR ve ön ayarın konumlarını değiştirdiğimiz başka bir seçenek dikkate alınarak tersine çevrilebilir.

Bu, karşılaştırıcı olarak yapılandırıldığında herhangi bir temel opamp'ın nasıl davrandığıdır.

Özetlemek gerekirse, herhangi bir opamp tabanlı karşılaştırmada aşağıdaki işlemlerin gerçekleştiğini söyleyebiliriz:

Pratik Örnek 1

1) Ters çevirme pimi (-) sabit bir voltaj referansı uygulandığında ve ters çevirmeyen (+) giriş pimi, değişen bir algılama voltajına maruz kaldığında, opamp çıkışı (+) olduğu sürece 0V veya negatif kalır. pin voltajı, (-) referans pimi voltaj seviyesinin altında kalır.

Alternatif olarak, (+) pin voltajı (-) voltajından daha yükseğe çıktığı anda, çıkış hızlı bir şekilde pozitif DC beslemesine döner.

Örnek 2

1) Tersine, ters çevirmeyen pim (+) sabit bir voltaj referansı uygulandığında ve ters çeviren (-) giriş pimi, değişen bir algılama voltajına maruz kaldığında, opamp çıkışı, DC seviyesinde veya pozitif olduğu sürece (-) pin voltajı (+) referans pin voltaj seviyesinin altında kalır.

Alternatif olarak, (-) pim voltajı (+) voltajdan daha yükseğe çıktığı anda, çıkış hızla negatife döner veya KAPALI konumuna 0V'a geçer.