Genel olarak, karşılaştırıcılar, elektrikli karşılaştırıcılar, elektronik karşılaştırıcılar, mekanik karşılaştırıcılar, optik karşılaştırıcılar, sigma karşılaştırıcılar, pnömatik karşılaştırıcılar, dijital karşılaştırıcılar vb. Gibi çeşitli türlerde sınıflandırılır. Bu karşılaştırıcı devreler tipik olarak elektriksel ve elektronik projeler . Bu yazıda, bir op amp'in karşılaştırıcı devre olarak nasıl kullanılacağını ve op amp'in karşılaştırıcı devre olarak nasıl çalıştığını tartışıyoruz. Ancak, öncelikle işlemsel yükseltici ve karşılaştırıcı devrenin ne olduğunu bilmeliyiz.

Operasyonel Amplifikatör

“ideal bir op ampin özellikleri ”

İki giriş terminalinden oluşan yüksek kazançlı DC kuplajlı elektronik voltaj yükselticisi şekilde gösterilmiştir. Diferansiyel giriş, op amp'in iki giriş terminaline (ters çeviren giriş terminali ve ters çevirmeyen giriş terminali) beslenir ve Vout terminalinde tek bir çıkış potansiyeli üretir. Böylece, iki giriş terminaline beslenen potansiyel farkı, yükseltilmiş bir çıktı üretmek için yükseltilir. Bu güçlendirilmiş çıkış, giriş sinyalleri arasındaki yüz binlerce kez farka eşittir.

Amplifikatörün çıkışı şu şekilde verilebilir:

Vout = AOL (V + - V-)

Nerede,

AOL, amplifikatörün açık döngü kazancıdır
V +, amplifikatörün ters çevirmeyen girişidir
V- amplifikatörün ters çevirme girişi

Çeşitli olsa bile operasyonel amplifikatör türleri 741 op amper, birkaç elektronik devrede karşılaştırıcı devre olarak sıklıkla kullanılır.

Karşılaştırıcı Devre

Referans giriş sinyalinin bir terminale beslendiği ve sinyalin gerçek değerinin başka bir terminale beslendiği iki giriş terminalinden oluşan cihaz. Daha sonra, iki giriş terminaline beslenen iki giriş sinyali arasındaki farka bağlı olarak çıkış terminalinde bir çıkış sinyali üretilir. Oluşturulan bu çıkış sinyali 0 (düşük) veya 1 (yüksek).

Elektrik ve elektronik terminolojisinde, iki analog giriş terminaline beslenen iki voltaj sinyalini veya akım sinyalini karşılaştırmak için kullanılan cihaz, böylece daha büyük giriş sinyalini belirtmek için bir ikili dijital çıkış sinyali üretir. karşılaştırıcı devre .

Karşılaştırıcı Devre

İki analog giriş terminali, yukarıdaki karşılaştırıcı devresinde V + (Vin) ve V- (Vref) olarak temsil edilir. Dijital çıkış, çıkış terminali V0'da (Vout) oluşturulur. Karşılaştırma devresinin çıkış sinyali şu şekilde verilir:

V +> V- ise (Vin, Vref'den büyükse), o zaman V0 = 1 ve
Eğer V +

Karşılaştırıcılar genellikle gevşeme osilatörleri, analogdan dijitale dönüştürücüler (ADC'ler) gibi cihazlarda ve ayrıca analog sinyalleri ölçmek için kullanılan cihazlarda kullanılmaktadır. Karşılaştırıcılar, yüksek kazançlı diferansiyel amplifikatörlerden oluşur ve karşılaştırıcı devre olarak bir op amp kullanabiliriz.

Karşılaştırıcı Olarak Op Amp

741 işlemsel yükselteçler, birçok elektronik devrede karşılaştırıcı devre olarak kullanılabilen temel işlemsel yükselteçlerdir. Örneğin, bir sıcaklık kontrollü anahtar daha sonra sıcaklığa bağlı olarak anahtarlama işlemi gerçekleştirilir. Gerçek sıcaklık değeri önceden ayarlanmış referans sıcaklık değerini aşarsa, buna göre sıcaklık sensörü tarafından bir çıkış voltajı (düşük veya yüksek) üretilir.

Temel karşılaştırıcı düzenlemesini düşünürsek, gürültüden kaynaklanan yüksek frekanslı voltaj değişiklikleri olacaktır. Özellikle karşılaştırıcı devreler olarak tasarlanmış işlemsel kuvvetlendiricilerde bu sorunun dikkate alınması gerekir. Bu gürültü, giriş voltajı sinyali ve referans voltaj sinyali birbirine yakın olduğunda üretilir.

Karşılaştırıcı Devre Olarak Op Amp

Yüksek frekanslı voltaj değişimleri, gürültünün rastgele doğasından kaynaklanır, bu nedenle, hızlı art arda giriş sinyali voltajı, referans voltajından daha büyük veya daha düşük hale gelir. Böylece, çıkış sinyali, maksimum voltaj seviyesi ile minimum voltaj seviyesi arasında salınacaktır. Bu problem uygulayarak azaltılabilir histerezis . Pozitif geri besleme kullanarak bir op amp karşılaştırıcı devresine histerez uygulayarak Schmitt tetik devresi düzenlemesindeki histerez boşluğunu ayarlayabiliriz. Şekil, histerezisli karşılaştırma devresi olarak op amp'yi göstermektedir.

Karşılaştırıcı Devre Çalışma İşlemi Olarak Op Amp

Genel olarak, bir Op amp çıkışı, besleme potansiyellerine yaklaşık olarak eşit olan aşırı voltaja pozitif ve negatif arasında dalgalanır. Eğer bir 741 amfi üzerinde +/- 18V'a bağlanırsa, maksimum çıkış voltajı +/- 15V olarak verilir. Bu, op amplifikatörün aşırı yüksek açık döngü kazancından kaynaklanmaktadır (10.000 ila 1 milyon). Böylece, herhangi bir giriş tarafından +/- 150 mikro volt voltaj farkı yaratılırsa, yaklaşık bir milyon kez yükseltilecek ve çıktı doygunluğa yönlendirilecektir. Böylece çıktı maksimum veya minimum değerinde kalır.

Karşılaştırıcı Devre Şeması Çalışma Operasyonu Olarak Op Amp

Enstrümantasyonda bir karşılaştırıcı olarak op amp kullanılırken, iki voltajı karşılaştırmak için açık döngü kullanılabilir. Bu nedenle, giriş voltajı değeri ile referans voltaj değeri arasındaki farka bağlı olarak, çıkış Vout, maksimum yüksek değere veya minimum düşük değere eşit olacaktır (giriş voltajı değeri, mikro tarafından birkaç referans voltaj değerinden daha büyük veya daha küçük olacaktır. volt).

Referans voltajı, op amp'in ters çevirmeyen giriş terminaline beslenir ve değişken voltaj, op amp'in ters çevirici giriş terminaline beslenir. Şekilde gösterilen op amp karşılaştırıcı devre şemasını göz önünde bulundurun, pim 2'ye beslenen voltaj pim 3'e beslenen referans voltajdan büyükse, çıkış voltajı düşük olur ve marjinal olarak –Vs'den büyüktür. Pim 2'ye beslenen voltaj pim 3'e beslenen referans voltajdan daha düşükse, çıkış voltajı yükselir ve marjinal olarak + V'lerden daha azdır.

“aktif alçak geçiren filtre hesaplayıcısı ”

Karşılaştırıcıların çalışması için adanmış birçok op amp vardır, bu op amp karşılaştırıcı devreleri yüksek hızlı karşılaştırmalar için kullanılır. Bu op amp karşılaştırıcı devrelerinin çıkış durumu 1 mikrosaniyeden daha kısa sürede değişir. Ancak, op amp karşılaştırıcı devrelerini karşılaştıran bu yüksek hızlı, karşılaştırma hızına bağlı olarak daha fazla güç tüketir. Karşılaştırma hızına ve güç tüketimi miktarına bağlı olarak, bu karşılaştırıcılar farklı tiplere ayrılır. Spesifik op amp karşılaştırıcı, gerekli hıza ve / veya bağlı olarak belirli bir uygulama için kullanılabilir. güç tüketimi .

Op Amp'ın Pratik Elektronik Devrelerinde Karşılaştırıcı Olarak Uygulanması

Kullanarak kablosuz sensör ağlarına dayanan toprağın sıcaklık nem izleme sistemi Arduino projesi toprak nem içeriğini algılayarak anahtarlama işlemini (açma ve kapama) pompa motorunu kontrol eden otomatik bir sulama sistemi geliştirmek için tasarlanmıştır.

Edgefxkits.com tarafından Arduino kullanan kablosuz sensör ağlarına dayanan toprağın sıcaklık nem izleme sistemi

Algılama düzeni toprağın nemini algılar ve Arduino kartına uygun sinyal verilir. Bu, algılama düzenlemesi ve mikro denetleyici arasında arayüz görevi gören karşılaştırıcı devre olarak bir op amp kullanılarak elde edilir. Algılama düzenlemesinden alınan sinyale göre su pompası çalıştırılır. LCD ekran, toprak nem içeriği ve su pompasının durumunu görüntülemek için kullanılır.

Ayrıca, aşağıdaki yorumlar bölümünde yayınlanan sorularınıza göre teknik yardım sağlanabilir. Ücretsiz e-Kitabımızı şu adresten indirebilirsiniz: elektronik tasarım projeleri kendi başına.

Op-amp'in karşılaştırıcı devre olarak kullanıldığı herhangi bir gömülü sistem uygulaması biliyor musunuz?