Рад и примена круга упоређивача

Генерално, у електроници, упоређивач се користи за упоређивање два напона или струје које су дате на два улаза компаратора. То значи да узимају два улазна напона, затим их упоређују и дају диференцијални излазни напон било високог или ниског нивоа сигнала. Компаратор се користи за откривање када произвољни променљиви улазни сигнал достигне референтни ниво или дефинисани ниво прага. Компаратор се може дизајнирати помоћу разне компоненте попут диода, транзистора, оп-појачала . Упоредни уређаји се налазе у многим електронским апликацијама које се могу користити за погон логичких кола.

Симбол упоређивача

Оп-Амп као компаратор

Када пажљиво погледамо симбол упоређивања, препознаћемо га као Оп-појачало (оперативно појачало) Дакле, оно по чему се овај компаратор разликује од оп-појачала Оп-Амп је дизајниран да прихвати аналогне сигнале и емитује аналогни сигнал, док ће компаратор дати излаз само као дигитални сигнал, иако би се уобичајено Оп-појачало могло користити као Упоредници (Оперативна појачала као што су ЛМ324, ЛМ358 и ЛМ741 не могу се користити директно у круговима упоредних напона.

Оп-појачала се често могу користити као напонски компаратори ако се на излаз појачала дода диода или транзистор), али прави компаратор је дизајниран да има брже време пребацивања у поређењу са вишенаменским оп-амперима. Стога бисмо могли рећи да је упоређивач модификована верзија Оп-појачала која је специјално дизајнирана да даје дигитални излаз.

Поређење опционог појачала и излазног круга упоређивача

Основни рад упоређивачког круга

Коло за упоређивање ради једноставним узимањем два аналогна улазна сигнала, њиховом упоређивањем и затим даје логички излаз високи „1“ или ниски „0“.

Неинвертујући упоредни круг

Применом аналогног сигнала на упоређивач + улаз зван „неинвертујући“ и - улаз назван „инвертујући“, коло упоређивача упоредиће ова два аналогна сигнала, ако је аналогни улаз на неинвертујућем улазу већи од аналогног улаза на инвертујући онда ће се излаз окренути на логички максимум и то ће учинити транзистор са отвореним колектором К8 на горе наведеном еквивалентном колу ЛМ339 за УКЉУЧИВАЊЕ. Када је аналогни улаз на неинвертујућем улазу мањи од аналогног улаза на инвертујућем улазу, тада ће се излаз упоређивача помакнути на логички најнижи ниво.

Ово ће учинити да се транзистор К8 ИСКЉУЧИ. Као што смо видели са горње слике еквивалентног кола ЛМ339, ЛМ339 у свом излазу користи транзистор са отвореним колектором К8, стога морамо да користимо „Пулл-уп“ отпорник који је повезан са К8 колекторским каблом са Вцц како би овај К8 транзистор радио. Према листу података ЛМ339, максимална струја која би могла да тече на овом К8 транзистору (излазна струја понирања) је око 18 мА. В- се може израчунати на следећи начин.

В- = Р2.Вцц / (Р1 + Р2)

Неинвертујући улаз за упоређивање повезан је на потенциометар од 10 К, који такође формира коло делитеља напона где бисмо могли да подесимо старт В + напона од Вцц на 0 волти. Прво, када је В + једнако Вцц, излаз упоређивача окреће се на логички максимум (Воут = Вцц) јер је В + већи од В-.

Ово ће искључити К8 транзистор и ЛЕД ће се ИСКЉУЧИТИ. Када се напон В + спусти испод В-волта, излаз упоређивача помакнут ће се на логички најнижи ниво (Воут = ГНД) и то ће укључити К8 транзистор у положај ОН, а ЛЕД диода ће се упалити.

Заменом аналогног улаза, делилац напона Р1 и Р2 повезан на неинвертујући улаз (В +) и потенциометар повезани са инвертујућим улазом (В-) добићемо супротан излазни резултат.

Инвертујући круг упоређивача

Опет, користећи принцип делитеља напона, напон на неинвертујућем улазу (В +) је око В волта, па ако започнемо инвертујући улазни напон (В-) започнемо на Вцц волтима, В + је нижи од В-, ово ће укључити К8 транзистор УКЉУЧЕНО, излаз упоређивача ће се окренути на логички најнижи ниво. Када подесимо В-доњи ниво испод В +. Тада ће се К8 транзистор ИСКЉУЧИТИ, излаз упоређивача помакнути на логички високи ниво, јер је В + сада већи од В-, а ЛЕД ће се искључити.

Примена упоређивача у практичним електроничким колима

Систем праћења влажности тла заснован на бежичним сензорским мрежама које користе Ардуино

Тхе систем праћења влажности земљишта заснованог на бежичним сензорским мрежама, користећи пројекат Ардуино, дизајниран је за развој аутоматског система за наводњавање који може контролисати рад прекида (укључивање / искључивање) мотора пумпе у зависности од садржаја влаге у земљишту.

Систем за надзор влажности

Сензор влаге осећа влагу у тлу и одговарајући сигнал се даје на плочу Ардуино. Упоредник ће упоређивати сигнале нивоа влаге са унапред дефинисаним референтним сигналом. Тада ће послати сигнал микроконтролеру. На основу сигнала примљеног од сензорског уређаја и упоредног сигнала, пумпа за воду ће радити. ЛЦД екран се користи за приказ стања садржаја влаге у земљи и водене пумпе.

Круг сензора откуцаја срца

Имплементација система чипа Хеартрате Монитор

ХРМ-2511Е сензор откуцаја срца има 4 оп-ампера. Четврти Опамп се користи као компаратор напона. Аналогни ППГ сигнал доводи се на позитивни улаз, а негативни улаз је повезан са референтним напоном (ВР). Величина ВР се може подесити било где између 0 и Вцц помоћу потенциометра П2 (приказано горе). Сваки пут када импулсни талас ППГ пређе гранични напон ВР, излаз компаратора постаје висок. Дакле, овај аранжман обезбеђује излазни дигитални импулс који се синхронизује са откуцајима срца. Ширина импулса је такође одређена граничним напоном ВР.

Круг аларма дима

Круг аларма дима

Тхе фотодиоде емитују светлост коју детектују фото-транзистори К1 и К2. Горња област је запечаћена и тиме се радна тачка транзистора К1 не мења. Ова радна тачка се користи као референца за упоређивач. Када дим уђе у доњу регију, радна тачка фото-транзистора К2 се мења, што резултира променом напона Вин од основе (без дима) вредности Вин (нема_дима) .Као интензитет светлости у основи фотографије -транзистор опада услед дима који улази у регион, струја базе се смањује и напон Вин ће порасти од основне (нема дима) вредности Вин (нема_дима). Када напон Вин пређе Вреф, излаз упоређивача пребацује се са ВЛ на ВХ активирајући аларм.

Надам се да сте читајући овај чланак стекли неке основе и радећи на упоређивачу. Ако имате питања о овом чланку или о електроника и електротехника завршне године , слободно коментаришите у одељку испод. Ево питања за вас: Да ли знате било коју уграђену системску апликацију у којој се оп-појачало користи као упоредно коло?