Elektronische Bauelemente: Wie ein Op Amp als Spannungskomparator verwenden
EIN Spannungskomparator ist eine elektronische Schaltung, die zwei Eingangsspannungen und ermöglicht es Ihnen, welche der beiden größer wissen vergleicht. Es ist einfach, einen Spannungskomparator von einem Operationsverstärker zu schaffen, da die Polarität der Schaltung Ausgang des Operationsverstärkers auf die Polarität der Differenz zwischen den beiden Eingangsspannungen abhängt.
Nehmen wir an, dass Sie eine Fotozelle, die 0,5 V erzeugt, wenn er dem vollen Sonnenlicht ausgesetzt ist, und Sie möchten diese Fotozelle als Sensor verwendet werden, um zu bestimmen, wenn es Tageslicht ist. Sie können einen Spannungskomparator verwenden, um die Spannung von der Fotozelle mit einer 0,5-V-Referenzspannung zu vergleichen, um zu bestimmen, ob die Sonne scheint.
In dem spannungs Komparatorschaltung zunächst wird eine Referenzspannung an den invertierenden Eingang (V angewendet-) -, Dann wird die Spannung im Vergleich mit der Referenzspannung an den nichtinvertierenden Eingang angelegt wird. Die Ausgangsspannung hängt von dem Wert der Eingangsspannung bezogen auf die Referenzspannung ist, wie folgt:
| Eingangsspannung | Ausgangsspannung |
|---|---|
| Weniger als die Referenzspannung | Negativ |
| Gleichspannung zur Bezugs | Null |
| Größer als Referenzspannung | Positiv |
Beachten Sie, dass der Spannungspegel sowohl für die positive und negative Ausgangsspannungen werden etwa 1 V geringer als der Stromversorgung sein. Wenn somit die op-amp Stromversorgung 9 V ist, wird die Ausgangsspannung +8 V, wenn die Eingangsspannung größer als die Referenzspannung, 0 V, wenn die Eingangsspannung gleich der Referenzspannung ist, und -8 V, wenn die Eingangsspannung kleiner als die Referenzspannung.
Sie können die Schaltung modifizieren, um die negative Spannung zu beseitigen, wenn der Eingang kleiner ist als die Referenz ist, indem der Ausgang über eine Diode zu senden. In dieser Schaltung wird am Ausgang eine positive Spannung erscheint, wenn die Eingangsspannung größer als die Referenz spannungs- andernfalls existiert keine Ausgangsspannung.
Um einen Spannungskomparator erstellen, die eine positive Spannungsausgang erzeugt, wenn die Eingangsspannung weniger als eine Referenzspannung, der Referenzspannung an den invertierenden (V gelten-) Eingang und die Eingangsspannung wird an den nicht invertierenden (V angewendet+) Eingang.
Die endgültige spannungs Komparatorschaltung Sie wissen sollten, ist die Fensterkomparator, mit dem Sie wissen, ob die Eingangsspannung innerhalb eines bestimmten Bereichs liegt. Ein Fensterkomparator benötigt drei Eingaben: eine niedrige Referenzspannung, eine hohe Referenzspannung und einer Eingangsspannung.
Das Ausgangssignal des Fensterkomparators wird eine positive Spannung nur dann, wenn die Eingangsspannung größer ist als die niedrige Bezugsspannung und kleiner als die hohe Bezugsspannung. Wenn die Eingangsspannung kleiner ist als die niedrige Bezugsspannung ist, wird der Ausgang Null. Ebenso, wenn die Eingangsspannung größer als die hohe Bezugsspannung ist, wird auch der Ausgang Null.
Sie benötigen zwei Operationsverstärker einen Fensterkomparator zu erstellen. Einen Operationsverstärker konfiguriert ist, positive Ausgangsspannung zu erzeugen, nur wenn das Eingangssignal größer ist als die niedrige Bezugsspannung (VREF (LOW)). Der andere Operationsverstärker konfiguriert ist, nur positive Ausgangsspannung zu erzeugen, wenn der Eingang kleiner ist als die hohe Bezugsspannung (VREF (HIGH)).
Die Eingangsspannung wird sowohl op verbunden amps- die Ausgangsspannung über Dioden gesendet wird nur positive Spannung und dann kombiniert zu ermöglichen. Die resultierende Ausgabe wird positive Spannung an nur dann, wenn die Eingangsspannung zwischen den niedrigen und hohen Referenzspannungen liegt.
Beachten Sie, dass die Stromversorgungsanschlüsse sind nicht separat für jeden Operationsverstärker in der Schaltung gezeigt. Es ist üblich, die Stromversorgungsanschlüsse, wenn mehrere Operationsverstärker in einem einzigen Schaltkreis verwendet werden, verzichtet werden kann. Wenn die Stromversorgungsanschlüsse für alle der Operationsverstärker gezeigt, würden die Stromversorgungsanschlüsse die schematische unnötig erschweren.