Komparatoren

EIN comparatorist eine elektronische Schaltung, die die beiden an sie angelegten Eingänge vergleicht und einen Ausgang erzeugt. Der Ausgabewert des Komparators gibt an, welcher der Eingänge größer oder kleiner ist. Bitte beachten Sie, dass der Komparator unter nichtlineare Anwendungen von ICs fällt.

Ein Operationsverstärker besteht aus zwei Eingangsanschlüssen, und daher vergleicht ein auf einem Operationsverstärker basierender Komparator die beiden an ihn angelegten Eingänge und erzeugt das Vergleichsergebnis als Ausgang. Dieses Kapitel behandelt überop-amp based comparators.

Arten von Komparatoren

Es gibt zwei Arten von Komparatoren: Inverting und Non-inverting. In diesem Abschnitt werden diese beiden Typen ausführlich erläutert.

Komparator invertieren

Ein inverting comparatorist ein Komparator auf Operationsverstärkerbasis, bei dem eine Referenzspannung an seinen nichtinvertierenden Anschluss und die Eingangsspannung an seinen invertierenden Anschluss angelegt wird. Dieser Komparator heißt alsinverting Komparator, weil die zu vergleichende Eingangsspannung an den invertierenden Anschluss des Operationsverstärkers angelegt wird.

Das circuit diagram eines invertierenden Komparators ist in der folgenden Abbildung dargestellt.

Das operationeines invertierenden Komparators ist sehr einfach. Es erzeugt einen der beiden Werte $ + V_ {sat} $ und $ -V_ {sat} $ am Ausgang basierend auf den Werten seiner Eingangsspannung $ V_ {i} $ und der Referenzspannung $ V_ {ref} $ .

Der Ausgangswert eines invertierenden Komparators ist $ -V_ {sat} $, für den die Eingangsspannung $ V_ {i} $ größer ist als die Referenzspannung $ V_ {ref} $.
Der Ausgangswert eines invertierenden Komparators ist $ + V_ {sat} $, für den der Eingang $ V_ {i} $ kleiner als die Referenzspannung $ V_ {ref} $ ist.

Beispiel

Lassen Sie uns das zeichnen output wave form eines invertierenden Komparators, wenn ein sinusförmiges Eingangssignal und eine Referenzspannung von Null Volt an seine invertierenden bzw. nicht invertierenden Anschlüsse angelegt werden.

Das operation des oben gezeigten invertierenden Komparators wird unten diskutiert -

Während der positive half cycledes sinusförmigen Eingangssignals ist die am invertierenden Anschluss des Operationsverstärkers anliegende Spannung größer als Null Volt. Daher ist der Ausgangswert des invertierenden Komparators während der positiven Halbwelle des sinusförmigen Eingangssignals gleich $ -V_ {sat} $.
Ebenso während der negative half cycledes sinusförmigen Eingangssignals beträgt die am invertierenden Anschluss des Operationsverstärkers anliegende Spannung weniger als null Volt. Daher ist der Ausgangswert des invertierenden Komparators während der negativen Halbwelle des sinusförmigen Eingangssignals gleich $ + V_ {sat} $.

Die folgende Abbildung zeigt die input and output waveforms eines invertierenden Komparators, wenn die Referenzspannung Null Volt beträgt.

In der oben gezeigten Abbildung können wir beobachten, dass die Ausgabe entweder von $ -V_ {sat} $ zu $ + V_ {sat} $ oder von $ + V_ {sat} $ zu $ -V_ {sat} $ wechselt, wenn die Sinuskurve Das Eingangssignal überschreitet Null Volt. Mit anderen Worten, der Ausgang ändert seinen Wert, wenn der Eingang Null Volt überschreitet. Daher wird die obige Schaltung auch als bezeichnetinverting zero crossing detector.

Nicht invertierender Komparator

Ein nichtinvertierender Komparator ist ein Komparator auf Operationsverstärkerbasis, für den eine Referenzspannung an seinen invertierenden Anschluss und die Eingangsspannung an seinen nichtinvertierenden Anschluss angelegt wird. Dieser auf Operationsverstärkern basierende Komparator wird als bezeichnetnon-inverting Komparator, weil die zu vergleichende Eingangsspannung an den nichtinvertierenden Anschluss des Operationsverstärkers angelegt wird.

Das circuit diagram eines nichtinvertierenden Komparators ist in der folgenden Abbildung dargestellt

Das operationeines nicht invertierenden Komparators ist sehr einfach. Es erzeugt einen der beiden Werte $ + V_ {sat} $ und $ -V_ {sat} $ am Ausgang basierend auf den Werten der Eingangsspannung $ V_ {t} $ und der Referenzspannung $ + V_ {ref} $ .

Der Ausgangswert eines nicht invertierenden Komparators ist $ + V_ {sat} $, für den die Eingangsspannung $ V_ {i} $ größer ist als die Referenzspannung $ + V_ {ref} $.
Der Ausgangswert eines nicht invertierenden Komparators ist $ -V_ {sat} $, für den die Eingangsspannung $ V_ {i} $ kleiner als die Referenzspannung $ + V_ {ref} $ ist.

Beispiel

Lassen Sie uns das zeichnen output wave form eines nichtinvertierenden Komparators, wenn ein sinusförmiges Eingangssignal und eine Referenzspannung von Null Volt an die nichtinvertierenden bzw. invertierenden Anschlüsse des Operationsverstärkers angelegt werden.

Das operation eines nicht invertierenden Komparators wird unten erklärt -

Während der positive half cycledes sinusförmigen Eingangssignals ist die am nichtinvertierenden Anschluss des Operationsverstärkers anliegende Spannung größer als Null Volt. Daher ist der Ausgangswert eines nicht invertierenden Komparators während der positiven Halbwelle des sinusförmigen Eingangssignals gleich $ + V_ {sat} $.
Ebenso während der negative half cycledes sinusförmigen Eingangssignals beträgt die am nichtinvertierenden Anschluss des Operationsverstärkers anliegende Spannung weniger als null Volt. Daher ist der Ausgangswert des nichtinvertierenden Komparators während der negativen Halbwelle des sinusförmigen Eingangssignals gleich $ -V_ {sat} $.

Die folgende Abbildung zeigt die input and output waveforms eines nichtinvertierenden Komparators, wenn die Referenzspannung Null Volt beträgt.

Aus der oben gezeigten Abbildung können wir ersehen, dass die Ausgabe entweder von $ + V_ {sat} $ zu $ -V_ {sat} $ oder von $ -V_ {sat} $ zu $ + V_ {sat} $ wechselt, wann immer die Sinuskurve Das Eingangssignal überschreitet Null Volt. Das heißt, der Ausgang ändert seinen Wert, wenn der Eingang Null Volt überschreitet. Daher wird die obige Schaltung auch als bezeichnetnon-inverting zero crossing detector.