Op-vahvistin vertailupiirinä ja toimintana

Kokeile Instrumenttia Ongelmien Poistamiseksi





Yleensä vertailijat luokitellaan erityyppisiin, kuten sähköiset, elektroniset, mekaaniset, optiset, sigmakomparaattorit, pneumaattiset, digitaaliset ja niin edelleen. Näitä vertailupiirejä käytetään tyypillisesti sähkö- ja elektroniikkaprojektit . Tässä artikkelissa keskustelemme siitä, miten op-vahvistinta käytetään vertailupiirinä ja op-vahvistimen toimintatoimintaa vertailupiirinä. Mutta ensisijaisesti meidän on tiedettävä, mikä on operatiivinen vahvistin ja vertailupiiri.

Operatiivinen vahvistin

Operatiivinen vahvistin

Operatiivinen vahvistin



Suurella vahvistuksella varustettu DC-kytketty elektroninen jännitevahvistin, joka koostuu kahdesta tuloliittimestä, on esitetty kuvassa. Differentiaalitulo syötetään op-vahvistimen kahteen tuloliittimeen (käänteinen tuloliitin ja ei-invertoiva tuloliitin) ja se tuottaa yhden lähtöpotentiaalin Vout-liitännässä. Siten sen kahteen tuloliittimeen syötetty potentiaaliero vahvistetaan vahvistetun lähdön tuottamiseksi. Tämä vahvistettu lähtö on satojen tuhansien kertojen ero tulosignaalien välillä.


Vahvistimen lähtö voidaan antaa muodossa



Vout = AOL (V + - V-)

Missä,

  • AOL on vahvistimen avoimen silmukan vahvistus
  • V + on vahvistimen ei-invertoiva tulo
  • V- on vahvistimen käänteinen tulo

Vaikka on olemassa erilaisia operatiivisten vahvistimien tyypit , 741 op ampeeria käytetään usein vertailupiirinä useissa elektroniikkapiireissä.


Vertailupiiri

Laite, joka koostuu kahdesta tuloliittimestä, jossa vertailutulosignaali syötetään yhteen päätelaitteeseen ja signaalin todellinen arvo syötetään toiseen päätelaitteeseen. Sitten ulostulosignaali generoidaan lähtöpäätteelle kahden sisääntuloliittimeen syötetyn kahden tulosignaalin välisen eron perusteella. Tämä generoitu lähtösignaali on joko 0 (matala) tai 1 (korkea).

Sähkö- ja elektroniikkaterminologiassa laitetta, jota käytetään kahden jännitesignaalin tai virtasignaalin vertaamiseen, jotka syötetään kahteen analogiseen tuloliittimeen, tuottaen siten yhden binäärisen digitaalisen lähtösignaalin osoittamaan suuremman tulosignaalin, kutsutaan vertailupiiri .

Vertailupiiri

Vertailupiiri

Kaksi analogista tuloliitintä on esitetty V + (Vin) ja V- (Vref) yllä olevassa vertailupiirissä. Digitaalinen lähtö muodostetaan lähtöliittimestä V0 (Vout). Vertailupiirin lähtösignaali saadaan

Jos V +> V- (Vin on suurempi kuin Vref), niin V0 = 1 ja
Jos V +

Yleensä vertailijoita käytetään laitteissa, kuten rentoutumisoskillaattoreissa, analogisista digitaalimuuntimiin (ADC), ja myös laitteissa, joita käytetään analogisten signaalien mittaamiseen. Vertailijat koostuvat suurvahvistetuista differentiaalivahvistimista ja voimme käyttää op-vahvistinta vertailupiirinä.

Op Amp vertailijana

741 operatiivista vahvistinta ovat operatiivisia perusvahvistimia, joita voidaan käyttää vertailupiirinä monissa elektroniikkapiireissä. Esimerkiksi, jos tarkastellaan a Lämpötilaohjattu kytkin sitten kytkentä suoritetaan lämpötilan perusteella. Jos todellinen lämpötila-arvo ylittää ennalta asetetun vertailulämpötilan arvon, lämpötila-anturi tuottaa lähtöjännitteen (matala tai korkea) vastaavasti.

Jos tarkastellaan perusvertailujärjestelyä, melusta aiheutuu suurtaajuusjännitteen vaihteluita. Tämä ongelma on otettava huomioon operatiivisissa vahvistimissa, jotka on erityisesti suunniteltu vertailupiireiksi. Tämä melu syntyy aina, kun tulojännitesignaali ja vertailujännitesignaali ovat lähellä toisiaan.

Op Amp vertailupiirinä

Op Amp vertailupiirinä

Suurtaajuusjännitteen vaihtelut johtuvat melun satunnaisesta luonteesta, minkä vuoksi tulosignaalin jännite tulee nopeasti peräkkäin suuremmaksi tai pienemmäksi kuin vertailujännite. Siksi lähtösignaali värähtelee suurimman jännitetasonsa ja minimijännitetasonsa välillä. Tätä ongelmaa voidaan vähentää soveltamalla hystereesi . Voimme säätää hystereesiväliä Schmittin liipaisupiirijärjestelyssä soveltamalla hystereesiä op-amp-vertailupiiriin käyttämällä positiivista palautetta. Kuvassa op-vahvistin vertailupiirinä hystereesillä.

Op-vahvistin vertailupiirin toimintana

Yleensä Op-vahvistimen lähtö vaihtelee positiivisesta ja negatiivisesta äärimmäiseen jännitteeseen, joka on suunnilleen yhtä suuri kuin syöttöpotentiaalit. Jos 741 vahvistimessa on kytketty +/- 18 V: iin, suurin lähtöjännite on annettu +/- 15 V. Tämä johtuu op-vahvistimen äärimmäisen suuresta avoimen silmukan vahvistuksesta (10000 - 1 miljoona). Jos jokin tulo tuottaa +/- 150 mikrovolttia jännite-eroa, se vahvistuu noin miljoonalla kertaa ja lähtö johdetaan kyllästykseen. Siten lähtö pysyy suurimmalla tai pienimmällä arvollaan.

Op-vahvistin vertailupiirikaaviona

Op-vahvistin vertailupiirikaaviona

Käyttäen op-vahvistinta vertailuna instrumentoinnissa, avointa silmukkaa voidaan käyttää vertaamaan kahta jännitettä. Siksi tulojännitearvon ja vertailujännitearvon välisestä erosta riippuen ulostulo Vout on yhtä suuri kuin suurin korkea arvo tai pienin matala arvo (tulojännitteen arvo on suurempi tai pienempi kuin mikrojohdon muutama referenssijännitearvo) volttia).

Vertailujännite syötetään op-vahvistimen ei-invertoivaan tuloliittimeen ja muuttuva jännite syötetään op-vahvistimen käänteiseen tuloliittimeen. Tarkastellaan kuvassa esitettyä op-vahvistimen vertailupiirikaaviota, jos napaan 2 syötetty jännite on suurempi kuin tapiin 3 syötetty referenssijännite, lähtöjännite laskee matalaksi ja on marginaalisesti suurempi kuin –Vs. Jos nastalle 2 syötetty jännite on pienempi kuin nastalle 3 syötetty vertailujännite, lähtöjännite tulee korkeaksi ja se on marginaalisesti pienempi kuin + Vs.

Komparaattoreille on omistettu monia op-vahvistimia, näitä op-amp-vertailupiirejä käytetään suurten nopeuksien vertailuihin. Näiden op-amp-vertailupiirien lähtö tila muuttuu alle 1 mikrosekunnissa. Mutta nämä nopeat vertailevat op-vahvistimen vertailupiirit kuluttavat enemmän virtaa vertailunopeudesta riippuen. Vertailunopeuden ja virrankulutuksen määrän perusteella nämä vertailijat luokitellaan erityyppisiin. Erityistä op-amp-vertailua voidaan käyttää tiettyyn sovellukseen vaaditusta nopeudesta ja / tai tehon kulutus .

Op-vahvistimen käyttö vertailijana käytännön elektroniikkapiireissä

Maaperän lämpötilan kosteuden seurantajärjestelmä, joka perustuu langattomiin anturiverkkoihin Arduino-projekti on suunniteltu kehittämään automaattinen kastelujärjestelmä, joka ohjaa pumpun moottorin kytkentätoimintoa (päälle ja pois päältä) tunnistamalla maaperän kosteuspitoisuus.

Maaperän lämpötilan kosteudenvalvontajärjestelmä, joka perustuu langattomiin anturiverkkoihin käyttämällä Edgefxkits.comin Arduino-ohjelmaa

Maaperän lämpötilan kosteudenvalvontajärjestelmä, joka perustuu langattomiin anturiverkkoihin käyttämällä Edgefxkits.comin Arduino-ohjelmaa

Tunnistinjärjestely tunnistaa maaperän kosteuden ja Arduino-levylle annetaan sopiva signaali. Tämä saavutetaan käyttämällä op-vahvistinta vertailupiirinä, joka toimii liitäntänä anturijärjestelyn ja mikro-ohjaimen välillä. Anturijärjestelystä vastaanotetun signaalin perusteella vesipumppua käytetään. LCD-näyttöä käytetään maaperän kosteuspitoisuuden ja vesipumpun tilan näyttämiseen.

Lisäksi teknistä apua voidaan antaa alla oleviin kommenttiosioihin lähettämiesi kyselyiden perusteella. Voit ladata ilmaisen e-kirjan osoitteeseen suunnitteluelektroniikkaprojektit omillasi.

Tiedätkö sulautettuja järjestelmäsovelluksia, joissa op-vahvistinta käytetään vertailupiirinä?