Компараторы
А comparatorпредставляет собой электронную схему, которая сравнивает два входа, которые применяются к ней, и выдает выходной сигнал. Выходное значение компаратора указывает, какой из входов больше или меньше. Обратите внимание, что компаратор относится к нелинейным приложениям ИС.
Операционный усилитель состоит из двух входных клемм, и, следовательно, компаратор на основе операционного усилителя сравнивает два входа, которые применяются к нему, и выдает результат сравнения в качестве выхода. В этой главе обсуждаетсяop-amp based comparators.
Типы компараторов
Компараторы бывают двух типов: Inverting и Non-inverting. В этом разделе подробно рассматриваются эти два типа.
Инвертирующий компаратор
An inverting comparatorэто на основе компаратора ОУ, для которого опорное напряжение подается на его неинвертирующий терминал и входное напряжение подается на его инвертирующем терминале. Этот компаратор называетсяinverting компаратор, потому что входное напряжение, которое необходимо сравнить, подается на инвертирующий вывод операционного усилителя.
В circuit diagram инвертирующего компаратора показан на следующем рисунке.
В operationинвертирующего компаратора очень просто. Он производит одно из двух значений, $ + V_ {сел} $ и $ -V_ {сел} $ на выходе на основе значений его входного напряжения $ V_ {я} $ и опорное напряжение $ V_ {исх} $ .
Выходное значение инвертирующего компаратора будет $ -V_ {сидел} $, для которых входной сигнал $ V_ {я} $ напряжение больше, чем опорное напряжение $ V_ {} $ реф.
Выходное значение инвертирующего компаратора будет $ V_ {+ сидел} $, для которых входной сигнал $ V_ {я} $ меньше, чем опорное напряжение $ V_ {} $ реф.
пример
Нарисуем output wave form из инвертирующего компаратора, когда синусоидальный входной сигнал и опорное напряжение нуля вольт применяются к его инвертирующим и неинвертирующим терминалам соответственно.
В operation инвертирующего компаратора, показанного выше, обсуждается ниже -
В течение positive half cycleсинусоидального входного сигнала напряжение на инвертирующем выводе операционного усилителя больше нуля вольт. Следовательно, выходное значение инвертирующего компаратора будет равно $ -V_ {sat} $ в течение положительного полупериода синусоидального входного сигнала.
Точно так же во время negative half cycleсинусоидального входного сигнала напряжение на инвертирующем выводе операционного усилителя меньше нуля вольт. Следовательно, выходное значение инвертирующего компаратора будет равно $ + V_ {sat} $ в течение отрицательного полупериода синусоидального входного сигнала.
На следующем рисунке показан input and output waveforms из инвертирующего компаратора, когда опорное напряжение равно нулю вольт.
На рисунке, показанном выше, мы можем заметить, что выходной сигнал переходит либо из $ -V_ {sat} $ в $ + V_ {sat} $, или из $ + V_ {sat} $ в $ -V_ {sat} $ всякий раз, когда синусоидальный входной сигнал пересекает нулевое напряжение. Другими словами, выход изменяет свое значение, когда на входе пересекает нулевое напряжение. Следовательно, указанная выше схема также называетсяinverting zero crossing detector.
Неинвертирующий компаратор
Неинвертирующий компаратор представляет собой компаратор на основе ОУ, для которого опорное напряжение подается на его инвертирующий терминала и входное напряжение подается на его неинвертирующий терминал. Этот компаратор на базе ОУ называетсяnon-inverting компаратор, потому что входное напряжение, которое необходимо сравнивать, подается на неинвертирующий вывод операционного усилителя.
В circuit diagram неинвертирующего компаратора показан на следующем рисунке
В operationнеинвертирующего компаратора очень просто. Он производит одно из двух значений, $ + V_ {сел} $ и $ -V_ {сел} $ на выходе на основании значений входного напряжения $ V_ {T} $ и опорное напряжение $ + V_ {исх} $ .
Выходное значение неинвертирующего компаратора будет $ V_ {+ сидел} $, для которой входного напряжения $ V_ {я} $ больше, чем опорное напряжение $ + V_ {исх} $.
Выходное значение неинвертирующего компаратора пчелы $ -V_ {сел} $, для которой входного напряжения $ V_ {я} $ меньше, чем опорное напряжение $ + V_ {исх} $.
пример
Нарисуем output wave form из неинвертирующим компаратора, когда синусоидальный входной сигнал и опорное напряжение нуля вольт применяются к неинвертирующим и инвертирования выводами операционного усилителя соответственно.
В operation неинвертирующего компаратора объясняется ниже -
В течение positive half cycleсинусоидального входного сигнала напряжение на неинвертирующем выводе операционного усилителя больше нуля вольт. Следовательно, выходное значение неинвертирующего компаратора будет равно $ + V_ {sat} $ в течение положительного полупериода синусоидального входного сигнала.
Точно так же во время negative half cycleсинусоидального входного сигнала напряжение на неинвертирующем выводе операционного усилителя меньше нуля вольт. Следовательно, выходное значение неинвертирующего компаратора будет равно $ -V_ {sat} $ в течение отрицательного полупериода синусоидального входного сигнала.
На следующем рисунке показан input and output waveforms из не-инвертирующим компаратора, когда опорное напряжение равно нулю вольт.
Из рисунка, показанного выше, мы можем заметить, что выходной сигнал переходит либо от $ + V_ {sat} $ к $ -V_ {sat} $, либо от $ -V_ {sat} $ к $ + V_ {sat} $ всякий раз, когда синусоидальный входной сигнал пересекает ноль вольт. Это означает, что выход меняет свое значение, когда на входе пересекает нулевое напряжение. Следовательно, указанная выше схема также называетсяnon-inverting zero crossing detector.