Ηλεκτρονικά Στοιχεία: Πώς να χρησιμοποιήσετε έναν Op Amp ως συγκριτή τάσης

Ο συγκριτής τάσης είναι ένα ηλεκτρονικό κύκλωμα που συγκρίνει δύο τάσεις εισόδου και σας ενημερώνει ποια από τις δύο είναι μεγαλύτερη. Είναι εύκολο να δημιουργήσετε ένα συγκριτή τάσης από έναν ενισχυτή op, επειδή η πολικότητα του κυκλώματος εξόδου του ενισχυτή εξαρτάται από την πολικότητα της διαφοράς μεταξύ των δύο τάσεων εισόδου.

Υποθέστε ότι έχετε ένα φωτοκύτταρο που παράγει 0. 5 V όταν είναι εκτεθειμένο σε πλήρη ηλιακή ακτινοβολία και θέλετε να χρησιμοποιήσετε αυτό το φωτοκύτταρο ως αισθητήρα για να καθορίσετε πότε είναι το φως της ημέρας. Μπορείτε να χρησιμοποιήσετε έναν συγκριτή τάσης για να συγκρίνετε την τάση από το φωτοκύτταρο με τάση αναφοράς 0,5 V για να καθορίσετε εάν ο ήλιος είναι ή όχι λαμπερός.

Στο κύκλωμα σύγκρισης τάσης, αρχικά εφαρμόζεται τάση αναφοράς στην είσοδο αναστροφής (V _- ). τότε η τάση προς σύγκριση με την τάση αναφοράς εφαρμόζεται στην μη εναλλακτική είσοδο. Η τάση εξόδου εξαρτάται από την τιμή της τάσης εισόδου σε σχέση με την τάση αναφοράς, ως εξής:

Τάση εξόδου Τάση εξόδου Λιγότερο από τάση αναφοράς Αρνητική Σημειώστε ότι η τάση τόσο για τις θετικές όσο και για τις αρνητικές τάσεις εξόδου θα είναι περίπου 1 V μικρότερη από την τροφοδοσία ρεύματος. Έτσι, αν η τάση εξόδου op-amp είναι 9 V, η τάση εξόδου θα είναι + 8 V εάν η τάση εισόδου είναι μεγαλύτερη από την τάση αναφοράς, 0 V εάν η τάση εισόδου είναι ίση με την τάση αναφοράς και -8 V εάν η τάση εισόδου είναι μικρότερη από την τάση αναφοράς. Μπορείτε να τροποποιήσετε το κύκλωμα για να εξαλείψετε την αρνητική τάση εάν η είσοδος είναι μικρότερη από την αναφορά στέλνοντας την έξοδο μέσω μιας διόδου. Σε αυτό το κύκλωμα, εμφανίζεται θετική τάση στην έξοδο εάν η τάση εισόδου είναι μεγαλύτερη από την τάση αναφοράς. διαφορετικά, δεν υπάρχει τάση εξόδου. Για να δημιουργήσετε ένα συγκριτή τάσης που δημιουργεί θετική τάση όταν η τάση εισόδου

είναι μικρότερη από

μια τάση αναφοράς, εφαρμόστε την τάση αναφοράς στην είσοδο αναστροφής (V

-

και η τάση εισόδου εφαρμόζεται στην είσοδο noninverting (V + ). _{Το τελικό κύκλωμα σύγκρισης τάσης για το οποίο θα πρέπει να γνωρίζετε είναι ο συγκριτής παραθύρου} , _{που σας ενημερώνει εάν η τάση εισόδου πέφτει μέσα σε ένα δεδομένο εύρος τιμών. Ο παράγων σύγκρισης παραθύρων απαιτεί τρεις εισόδους: χαμηλή τάση αναφοράς, υψηλή τάση αναφοράς και τάση εισόδου.} Η έξοδος του συγκριτή παραθύρου θα είναι θετική τάση μόνο εάν η τάση εισόδου είναι μεγαλύτερη από την χαμηλή τάση αναφοράς και μικρότερη από την υψηλή τάση αναφοράς.Εάν η τάση εισόδου είναι μικρότερη από την τάση χαμηλής τάσης αναφοράς, η έξοδος θα είναι μηδενική. Ομοίως, εάν η τάση εισόδου είναι μεγαλύτερη από την υψηλή τάση αναφοράς, η έξοδος θα είναι επίσης μηδενική.

Χρειάζεστε δύο ενισχυτές op για να δημιουργήσετε ένα παράθυρο σύγκρισης. Ένας ενισχυτής op έχει διαμορφωθεί για να παράγει θετική τάση εξόδου μόνο εάν η είσοδος είναι μεγαλύτερη από την τάση χαμηλής αναφοράς (V REF (LOW) ). Ο άλλος ενισχυτής op έχει ρυθμιστεί να παράγει θετική τάση εξόδου μόνο εάν η είσοδος είναι μικρότερη από την υψηλή τάση αναφοράς (V

REF (HIGH)). _{Η τάση εισόδου συνδέεται και στους δύο ενισχυτές op; η τάση εξόδου αποστέλλεται μέσω διόδων για να επιτρέπεται μόνο θετική τάση και στη συνέχεια να συνδυάζεται. Η προκύπτουσα έξοδος θα έχει θετική τάση μόνο αν η τάση εισόδου πέσει μεταξύ των χαμηλών και υψηλών τάσεων αναφοράς.} Παρατηρήστε ότι οι συνδέσεις τροφοδοσίας δεν εμφανίζονται ξεχωριστά για κάθε ενισχυτή op στο κύκλωμα. Είναι σύνηθες να παραλείπονται οι συνδέσεις τροφοδοσίας ρεύματος όταν χρησιμοποιούνται πολλοί ενισχυτές op σε ένα μόνο κύκλωμα. Αν οι συνδέσεις τροφοδοσίας ρεύματος δείχνονταν για όλους τους ενισχυτές op, οι συνδέσεις παροχής ηλεκτρικού ρεύματος θα περιπλέκουν άσκοπα το σχηματικό.