Komparatory

ZA comparatorjest obwodem elektronicznym, który porównuje dwa zastosowane do niego wejścia i generuje sygnał wyjściowy. Wartość wyjściowa komparatora wskazuje, które z wejść jest większe lub mniejsze. Należy pamiętać, że komparator podlega nieliniowym zastosowaniom układów scalonych.

Wzmacniacz operacyjny składa się z dwóch zacisków wejściowych, dlatego komparator oparty na wzmacniaczu operacyjnym porównuje dwa zastosowane do niego wejścia i generuje wynik porównania jako wyjście. W tym rozdziale omówiono tematop-amp based comparators.

Typy komparatorów

Komparatory są dwojakiego rodzaju: Inverting i Non-inverting. W tej sekcji szczegółowo omówiono te dwa typy.

Odwracający komparator

Na inverting comparatorjest komparatorem opartym na wzmacniaczu operacyjnym, dla którego napięcie odniesienia jest przykładane do jego nieodwracającego zacisku, a napięcie wejściowe jest przykładane do jego zacisku odwracającego. Ten komparator nosi nazwęinverting komparatora, ponieważ napięcie wejściowe, które należy porównać, jest przykładane do zacisku odwracającego wzmacniacza operacyjnego.

Plik circuit diagram odwracającego komparatora pokazano na poniższym rysunku.

Plik operationodwracającego komparatora jest bardzo proste. Wytwarza jedną z dwóch wartości, $ + V_ {sat} $ i $ -V_ {sat} $ na wyjściu w oparciu o wartości jego napięcia wejściowego $ V_ {i} $ i napięcia odniesienia $ V_ {ref} $ .

Wartość wyjściowa komparatora odwracającego będzie wynosić $ -V_ {sat} $, dla którego napięcie wejściowe $ V_ {i} $ jest większe niż napięcie odniesienia $ V_ {ref} $.
Wartość wyjściowa komparatora odwracającego będzie wynosić $ + V_ {sat} $, dla którego wejście $ V_ {i} $ jest mniejsze niż napięcie odniesienia $ V_ {ref} $.

Przykład

Narysujmy output wave form komparatora odwracającego, gdy sinusoidalny sygnał wejściowy i napięcie odniesienia równe zero woltów są przykładane odpowiednio do jego zacisków odwracających i nieodwracających.

Plik operation komparatora odwracającego pokazanego powyżej omówiono poniżej -

Podczas positive half cyclesinusoidalnego sygnału wejściowego, napięcie obecne na zacisku odwracającym wzmacniacza operacyjnego jest większe od zera woltów. Stąd wartość wyjściowa komparatora odwracającego będzie równa $ -V_ {sat} $ podczas dodatniego półcyklu sinusoidalnego sygnału wejściowego.
Podobnie podczas negative half cyclesinusoidalnego sygnału wejściowego, napięcie obecne na zacisku odwracającym wzmacniacza operacyjnego jest mniejsze od zera woltów. Stąd wartość wyjściowa komparatora odwracającego będzie równa $ + V_ {sat} $ podczas ujemnego półcyklu sinusoidalnego sygnału wejściowego.

Poniższy rysunek przedstawia input and output waveforms komparatora odwracającego, gdy napięcie odniesienia wynosi zero woltów.

Na powyższym rysunku możemy zaobserwować, że wyjście zmienia się albo od $ -V_ {sat} $ do $ + V_ {sat} $ albo od $ + V_ {sat} $ do $ -V_ {sat} $, ilekroć sinusoida sygnał wejściowy przekracza zero woltów. Innymi słowy, wyjście zmienia swoją wartość, gdy wejście przekracza zero woltów. Stąd powyższy obwód jest również nazywany jakoinverting zero crossing detector.

Nieodwracający komparator

Nieodwracający komparator to komparator oparty na wzmacniaczu operacyjnym, dla którego napięcie odniesienia jest przykładane do jego zacisku odwracającego, a napięcie wejściowe jest przykładane do jego nieodwracającego zacisku. Ten komparator oparty na wzmacniaczu operacyjnym nosi nazwęnon-inverting komparatora, ponieważ napięcie wejściowe, które należy porównać, jest doprowadzane do nieodwracającego zacisku wzmacniacza operacyjnego.

Plik circuit diagram komparatora nieodwracającego pokazano na poniższym rysunku

Plik operationkomparatora nieodwracającego jest bardzo proste. Wytwarza jedną z dwóch wartości, $ + V_ {sat} $ i $ -V_ {sat} $ na wyjściu w oparciu o wartości napięcia wejściowego $ V_ {t} $ i napięcia odniesienia $ + V_ {ref} $ .

Wartością wyjściową nieodwracającego komparatora będzie $ + V_ {sat} $, dla którego napięcie wejściowe $ V_ {i} $ jest większe niż napięcie odniesienia $ + V_ {ref} $.
Wartością wyjściową nieodwracającego komparatora będzie $ -V_ {sat} $, dla którego napięcie wejściowe $ V_ {i} $ jest mniejsze niż napięcie odniesienia $ + V_ {ref} $.

Przykład

Narysujmy output wave form komparatora nieodwracającego, gdy sinusoidalny sygnał wejściowy i napięcie odniesienia wynoszące zero woltów są przykładane do nieodwracających i odwracających zacisków wzmacniacza operacyjnego.

Plik operation komparatora nieodwracającego wyjaśniono poniżej -

Podczas positive half cyclesinusoidalnego sygnału wejściowego, napięcie obecne na nieodwracającym zacisku wzmacniacza operacyjnego jest większe niż zero woltów. Stąd, wartość wyjściowa komparatora nieodwracającego będzie równa $ + V_ {sat} $ podczas dodatniego półcyklu sinusoidalnego sygnału wejściowego.
Podobnie podczas negative half cyclesinusoidalnego sygnału wejściowego, napięcie obecne na nieodwracającym zacisku wzmacniacza operacyjnego jest mniejsze od zera woltów. W związku z tym wartość wyjściowa komparatora nieodwracającego będzie równa $ -V_ {sat} $ podczas ujemnego półcyklu sinusoidalnego sygnału wejściowego.

Poniższy rysunek przedstawia input and output waveforms komparatora nieodwracającego, gdy napięcie odniesienia wynosi zero woltów.

Na powyższym rysunku możemy zauważyć, że wyjście zmienia się albo od $ + V_ {sat} $ do $ -V_ {sat} $ albo od $ -V_ {sat} $ do $ + V_ {sat} $, ilekroć sinusoida sygnał wejściowy przekracza zero woltów. Oznacza to, że wyjście zmienia swoją wartość, gdy wejście przekracza zero woltów. Stąd powyższy obwód jest również nazywany jakonon-inverting zero crossing detector.