Op-vahvistimen käyttö vertailupiirinä

Tässä viestissä opimme kattavasti, kuinka mitä tahansa opampia käytetään vertailijana piirissä tuloerojen vertailussa ja vastaavien lähtöjen tuottamisessa.

Mikä on Op-amp-vertailija

Olemme olleet käyttämällä op-vahvistimen IC: tä luultavasti siitä lähtien kun aloitimme elektroniikan oppimisen, viittaan tähän upeaan pieneen IC 741: een, jonka kautta käytännössä mikä tahansa vertailupohjainen piirisuunnittelu tulee mahdolliseksi.

Tässä keskustelemme yhdestä tämän IC: n yksinkertaisista sovelluspiireistä missä se on määritetty vertailijaksi , ei ole yllätys, seuraavia sovelluksia voidaan muokata lukuisilla eri tavoilla käyttäjän mieltymysten mukaan.

Kuten nimestä voi päätellä, opamp-vertailija viittaa tietyn parametrisarjan vertailutoimintoon tai voi olla vain muutama suuruusluokka kuten tässä tapauksessa.

Koska elektroniikassa käsittelemme ensisijaisesti jännitteitä ja virtoja, näistä tekijöistä tulee ainoat tekijät ja niitä käytetään eri komponenttien ohjaamiseen tai säätämiseen tai ohjaamiseen.

Ehdotetussa op-vahvistimen vertailurakenteessa käytetään periaatteessa kahta erilaista jännitetasoa tuloliittimissä niiden vertaamiseksi, kuten alla olevassa kaaviossa esitetään.

Muista, että tuloliittimien jännite ei saisi ylittää OP-vahvistimen DC-syöttötasoa, Yllä olevassa kuvassa sen ei pitäisi ylittää +12 V

Op-vahvistimen kahta tulonastaa kutsutaan käänteiseksi (miinusmerkillä), ja ei-invertoivasta nastasta (plusmerkillä) tulee op-vahvistimen anturitulo.

Kun sitä käytetään vertailulaitteena, toinen nastoista kahdesta käytetään kiinteällä referenssijännitteellä, kun taas toiseen nastaan ​​syötetään jännite, jonka tasoa on valvottava, kuten alla on esitetty.

Yllä olevan jännitteen tarkkailu suoritetaan suhteessa kiinteään jännitteeseen, joka on syötetty toiseen täydentävään tapiin.

Siksi, jos valvottava jännite ylittää tai laskee kiinteän referenssikynnysjännitteen, lähtö palautuu tilaan tai muuttaa alkuperäistä tilaansa tai muuttaa lähtöjännitteen napaisuutta.

Videon esittely

Kuinka Opamp-vertailija toimii

Analysoidaan edellä oleva selitys tutkimalla seuraavaa esimerkkiä valoanturikytkimen piiristä.

Piirikaaviota tarkasteltaessa piiri on konfiguroitu seuraavasti:

Voimme nähdä, että opampin nasta # 7, joka on + syöttötappi, on kytketty positiiviseen kiskoon, samoin sen tappi # 4, joka on negatiivinen syöttötappi, on kytketty virtalähteen negatiiviseen tai pikemminkin nollasyöttökiskoon .

Edellä olevat pari nastaliitäntää käyttää IC: tä niin, että se voi jatkaa aiottuja toimintoja.

Kuten aiemmin keskusteltiin, IC: n nasta # 2 on kytketty kahden vastuksen risteykseen, joiden päät on kytketty virtalähteen positiivisiin ja negatiivisiin kiskoihin.

Tätä vastusten järjestelyä kutsutaan potentiaalijakajaksi, mikä tarkoittaa, että potentiaali tai jännitetaso näiden vastusten risteyksessä on noin puolet syöttöjännitteestä, joten jos syöttöjännite on 12, potentiaalijakajaverkon liitos olla 6 volttia ja niin edelleen.

Jos syöttöjännite on hyvin säädelty, myös yllä oleva jännitetaso on hyvin kiinnitetty ja sitä voidaan siksi käyttää tapin # 2 vertailujännitteenä.

Siksi viitaten vastusten R1 / R2 liitäntäjännitteeseen, tästä jännitteestä tulee referenssijännite nastassa # 2, mikä tarkoittaa, että IC seuraa ja reagoi kaikkiin jännitteisiin, jotka saattavat ylittää tämän tason.

Valvottavaa anturijännitettä käytetään IC: n napaan # 3, esimerkissämme se tapahtuu LDR: n kautta. Tappi # 3 on kytketty LDR-nastan ja esiasetetun liittimen risteykseen.

Tämä tarkoittaa, että tästä risteyksestä tulee jälleen potentiaalijakaja, jonka jännitetasoa ei tällä hetkellä ole kiinteä, koska LDR-arvoa ei voida vahvistaa ja se vaihtelee ympäristön valaistusolosuhteiden mukaan.

Oletetaan nyt, että haluat piirin aistivan LDR-arvon jossakin vaiheessa juuri hämärän laskiessa, säädät esiasetuksen siten, että jännite nastassa # 3 tai LDR: n ja esiasetuksen risteyksessä ylittää vain 6V-merkin yläpuolella.

Kun näin tapahtuu, arvo nousee kiinteän referenssin yläpuolella tapissa # 2, tämä ilmoittaa IC: lle aistijännitteestä, joka nousee vertailujännitteen yläpuolella tapilla # 2, tämä palauttaa välittömästi IC: n lähdön, joka muuttuu positiiviseksi alkuperäisestä nollajännitteestään asentoon.

Edellä mainittu IC-tilan muutos nollasta positiiviseksi laukaisee releohjaimen vaiheen, joka kytkee päälle kuorman tai valot, jotka saattavat olla kytketty releen vastaaviin koskettimiin.

Muista, että tapiin # 2 kytkettyjen vastusten arvoja voidaan muuttaa myös tapin # 3 tunnistuskynnyksen muuttamiseksi, joten ne kaikki ovat riippuvaisia ​​toisistaan, mikä antaa sinulle piirin parametrien laajan vaihtelukulman.

R1: n ja R2: n toinen piirre on, että se välttää kaksinapaisen virtalähteen käyttötarvetta, jolloin mukana oleva kokoonpano on hyvin yksinkertainen ja siisti.

Tunnistusparametrin vaihtaminen säätöparametriin

Kuten alla on esitetty, yllä selitetty toimintavaste voidaan vain kääntää vaihtamalla IC: n tulonastan sijainnit tai harkitsemalla muuta vaihtoehtoa, jossa vaihdamme vain LDR: n ja esiasetuksen sijainteja.

Tällöin mikä tahansa perusopamp käyttäytyy, kun se on määritetty vertailijaksi.

Yhteenvetona voidaan sanoa, että missä tahansa opamp-pohjaisessa vertailussa tapahtuu seuraavia toimintoja:

Käytännön esimerkki # 1

1) Kun kääntötapille (-) käytetään kiinteää jänniteohjetta ja ei-invertoivalle (+) tulotapille altistuu muuttuva anturivaltti, opampin lähtö pysyy 0V tai negatiivisena niin kauan kuin nastajännite pysyy alle (-) -viitteen nastajännitetason.

Vaihtoehtoisesti heti, kun (+) tapin volatge ylittää (-) jännitteen, lähtö kääntyy nopeasti positiiviseksi syöttöjännitteen tasoksi.

Esimerkki 2

1) Päinvastoin, kun kääntämättömälle tapille (+) käytetään kiinteää jänniteohjetta ja käänteiselle (-) tulotapille kohdistetaan muuttuva tunnistusjännite, opampin lähtö pysyy syöttötasona tai positiivisena niin kauan (-) tapin jännite pysyy alle (+) referenssitapin jännitetason.

Vaihtoehtoisesti heti, kun (-) tapin volatge ylittää (+) jännitteen, lähtö muuttuu nopeasti negatiiviseksi tai kytkeytyy pois päältä 0V: ksi.