Hvordan bruke en Op amp som en Comparator Circuit

I dette innlegget lærer vi omfattende hvordan du bruker hvilken som helst opamp som en komparator i en krets for å sammenligne inngangsdifferensialer og produsere de tilsvarende utgangene.

Hva er en Op amp Comparator

Vi har vært ved hjelp av en op amp IC sannsynligvis siden vi begynte å lære elektronikk, refererer jeg til denne fantastiske lille IC 741, der praktisk talt alle komparatorbaserte kretsdesigner blir gjennomførbare.

Her diskuterer vi en av de enkle applikasjonskretsene til denne IC der den er konfigurert som en komparator , er det ingen overraskelse at følgende applikasjoner kan endres på mange forskjellige måter i henhold til brukerens preferanse.

Som navnet antyder, refererer opamp-komparator til funksjonen til å sammenligne mellom et bestemt sett med parametere eller kan være bare et par størrelser som i tilfellet.

Siden det i elektronikk først og fremst dreier seg om spenninger og strømmer, blir disse faktorene de eneste agentene og brukes til å betjene eller regulere eller kontrollere de forskjellige involverte komponentene.

I den foreslåtte op amp-komparatorutformingen brukes i utgangspunktet to forskjellige spenningsnivåer ved inngangspinnene for å sammenligne dem, som vist i diagrammet nedenfor.

HUSK, SPENNINGEN PÅ INNGANGSPINNENE BØR IKKE OVERSTIGE DC-FORSYNINGSNIVÅET FOR OP-FORMPEREN, I OVENFØRTE BORD SKAL DET IKKE OVERSTIGE +12 V

De to inngangspinnene til en op-amp kalles inverterende (med et minustegn) og den ikke-inverterende pinnen (med et pluss-tegn) blir sensingangene til op-amperen.

Når den brukes som en komparator, påføres en av pinnene av de to med en fast referansespenning, mens den andre pinnen mates med spenningen hvis nivå må overvåkes, som vist nedenfor.

Overvåking av ovennevnte spenning gjøres med referanse til den faste spenningen som er påført den andre komplementære pinnen.

Derfor, hvis spenningen som skal overvåkes, går over eller faller under den faste referanseterskelspenningen, går utgangen tilbake til tilstand eller endrer sin opprinnelige tilstand eller endrer utgangsspenningens polaritet.

Video Demo

Hvordan en Opamp Comparator fungerer

La oss analysere forklaringen ovenfor ved å studere følgende eksempelkrets for en lyssensorbryter.

Ser vi på kretsskjemaet finner vi kretsen konfigurert på følgende måte:

Vi kan se at pinnen nr. 7 på opampen som er + forsyningspinnen er koblet til den positive skinnen, på samme måte er pinnen nr. 4 som er den negative forsyningspinnen, koblet til den negative eller rettere nullforsyningsskinnen til strømforsyningen. .

Ovennevnte par pin-tilkoblinger driver IC slik at den kan fortsette med de tiltenkte funksjonene.

Nå som diskutert tidligere, er pin # 2 på IC koblet i krysset mellom to motstander hvis ender er koblet til strømforsyningens positive og negative skinner.

Dette arrangementet av motstandene kalles en potensiell skillelinje, noe som betyr at potensialet eller spenningsnivået ved krysset mellom disse motstandene vil være omtrent halvparten av forsyningsspenningen, så hvis forsyningsspenningen er 12, vil krysset mellom potensialdelernettverket være 6 volt og så videre.

Hvis forsyningsspenningen er godt regulert, vil ovennevnte spenningsnivå også være godt fast og kan derfor brukes som referansespenning for pinnen # 2.

Derfor refererer vi til kryssspenningen til motstandene R1 / R2, denne spenningen blir referansespenningen på pinne nr. 2, noe som betyr at IC vil overvåke og svare på enhver spenning som kan gå over dette nivået.

Avfølingsspenningen som skal overvåkes påføres pin nr. 3 på IC, i vårt eksempel er den via en LDR. Pinnen # 3 er koblet til i krysset mellom LDR-pinnen og en forhåndsinnstilt terminal.

Det betyr at dette krysset igjen blir en potensiell skillelinje, hvis spenningsnivå denne gangen ikke er fast fordi LDR-verdien ikke kan løses og vil variere med de omgivende lysforholdene.

Anta at du vil at kretsen skal føle LDR-verdien på et eller annet tidspunkt rett når skumringen faller, og du justerer forhåndsinnstillingen slik at spenningen ved stift nr. 3 eller i krysset mellom LDR og forhåndsinnstillingen bare krysser over 6V-merket.

Når dette skjer, stiger verdien over den faste referansen ved pinne nr. 2, dette informerer IC om sensespenningen som stiger over referansespenningen på pinne nr. 2, dette reverserer øyeblikkelig utgangen fra ICen som endres til positiv fra sin opprinnelige nullspenning. stilling.

Den ovennevnte endringen i tilstanden til IC fra null til positiv, utløser relédrivertrinnet som slår på lasten eller lysene som kan være koblet til de relevante kontaktene til reléet.

Husk at verdiene til motstandene som er koblet til pinne nr. 2, også kan endres for å endre følerterskelen til pinne nr. 3, slik at de alle avhenger av hverandre, noe som gir deg en stor variasjonsvinkel på kretsparametrene.

En annen funksjon ved R1 og R2 er at den unngår behovet for å bruke en dobbelpolet strømforsyning, noe som gjør den involverte konfigurasjonen veldig enkel og ryddig.

Bytte ut sensingparameteren med justeringsparameter

Som vist nedenfor kan ovennevnte operasjonsrespons bare reverseres ved å bytte inngangspinneposisjonene til IC eller ved å vurdere et annet alternativ der vi bare bytter posisjonene til LDR og forhåndsinnstillingen.

Slik oppfører noen grunnleggende opamp seg når den er konfigurert som en komparator.

For å oppsummere kan vi si at følgende operasjoner finner sted i en hvilken som helst opamp-basert kompartor:

Praktisk eksempel # 1

1) Når den inverterende pinnen (-) påføres en fast spenningsreferanse, og den ikke-inverterende (+) inngangspinnen utsettes for en forandringsfølsom spenning, forblir opampens utgang 0V eller negativ så lenge (+) pin spenning holder seg under (-) referanse pin spenningsnivå.

Alternativt så snart (+) pin volatge går høyere enn (-) spenningen, blir utgangen raskt positivt DC-nivå.

Eksempel 2

1) Omvendt, når den ikke-inverterende stiften (+) påføres en fast spenningsreferanse, og den inverterende (-) inngangsstiften utsettes for en endringsfølende spenning, forblir utgangen fra opampen likestrømnivået eller positivt så lenge (-) pin spenning forblir under (+) referanse pin spenningsnivå.

Alternativt så snart (-) pin volatge går høyere enn (+) spenningen, blir utgangen raskt negativ eller slår AV til 0V.