Paano Gumamit ng isang Op amp bilang isang Comparator Circuit

Sa post na ito komprehensibong natutunan namin kung paano gamitin ang anumang opamp bilang isang kumpare sa isang circuit para sa paghahambing ng isang pagkakaiba sa pag-input at paggawa ng kaukulang mga output.

Ano ang isang Op amp Comparator

Naging kami gamit ang isang op amp IC marahil mula nang magsimula kaming matuto ng electronics, tinutukoy ko ang kamangha-manghang maliit na IC 741 na ito, kung saan sa halos anumang paghahambing batay sa pagdidisenyo ng circuit ay magagawa.

Dito tinatalakay namin ang isa sa simpleng mga circuit ng application ng IC kung saan ito nangyayari naka-configure bilang isang kumpara , walang sorpresa ang mga sumusunod na application ay maaaring mabago sa maraming iba't ibang mga paraan ayon sa kagustuhan ng gumagamit.

Tulad ng ipinahihiwatig ng pangalan, ang kumpare ng opamp ay tumutukoy sa pagpapaandar ng paghahambing sa pagitan ng isang partikular na hanay ng mga parameter o maaaring isang pares ng magnitude tulad ng kaso.

Dahil sa electronics pangunahing nakikipag-usap kami sa mga voltages at alon, ang mga kadahilanang ito ay naging nag-iisang ahente at ginagamit para sa pagpapatakbo o pagkontrol o pagkontrol sa iba't ibang mga sangkap na kasangkot.

Sa iminungkahing disenyo ng op amp kumpara, karaniwang dalawang magkakaibang antas ng boltahe ang ginagamit sa mga input pin para sa paghahambing sa mga ito, tulad ng ipinakita sa diagram sa ibaba.

TANDAAN, ANG VOLTAGE SA INPUT PINS AY HINDI DAPAT LABAS SA DC SUPPLY LEVEL NG OP AMP, SA ITAAS NA KAHULUGANG HINDI DAPAT LABAN SA +12 V

Ang dalawang input pin ng isang op amp ay tinatawag na inverting (na may isang minus sign) at ang non-inverting pin (na may plus sign) ay naging mga sensing input ng op amp.

Kapag ginamit bilang isang kumpara, ang isa sa mga pin sa labas ng dalawa ay inilapat na may isang nakapirming boltahe ng sanggunian habang ang iba pang pin ay pinakain ng boltahe na ang antas ay kailangang subaybayan, tulad ng ipinakita sa ibaba.

Ang pagsubaybay ng boltahe sa itaas ay tapos na sa pagtukoy sa nakapirming boltahe na na-apply sa iba pang pantulong na pin.

Samakatuwid kung ang boltahe na susubaybayan ay napupunta sa itaas o nahuhulog sa ibaba ng naayos na boltahe ng threshold ng sanggunian, ang output ay magbabago ng estado o binabago ang orihinal na kondisyon o binago ang polarity ng output voltage.

Video Demo

Paano Gumagawa ang isang Opamp Comparator

Pag-aralan natin ang paliwanag sa itaas sa pamamagitan ng pag-aaral ng sumusunod na halimbawa ng circuit ng isang switch ng light sensor.

Sa pagtingin sa circuit diagram makikita namin ang configure ng circuit sa sumusunod na paraan:

Maaari nating makita na ang Pin # 7 ng opamp na kung saan ay ang + supply pin ay konektado sa positibong riles, katulad ng pin # 4 na kung saan ay ang negatibong supply pin ay konektado sa negatibo o sa halip ang zero supply rail ng power supply .

Ang pares sa itaas ng mga koneksyon sa pin ay nagpapagana sa IC upang maaari itong magpatuloy sa mga nilalayon nitong pag-andar.

Ngayon tulad ng tinalakay nang mas maaga, ang pin # 2 ng IC ay konektado sa kantong ng dalawang resistors na ang mga dulo ay konektado sa power supply na positibo at negatibong daang-bakal.

Ang pag-aayos ng mga resistors na ito ay tinatawag na potensyal na divider, nangangahulugang ang potensyal o antas ng boltahe sa kantong ng mga resistor na ito ay humigit-kumulang sa kalahati ng boltahe ng supply, kaya kung ang supply boltahe ay 12, ang kantong ng potensyal na divider network ay maging 6 volts at iba pa.

Kung ang boltahe ng suplay ay maayos na kinokontrol, ang antas ng boltahe sa itaas ay maaayos din at samakatuwid ay maaaring magamit bilang sanggunian boltahe para sa pin # 2.

Samakatuwid na tumutukoy sa boltahe ng junction ng resistors R1 / R2, ang boltahe na ito ay nagiging boltahe ng sanggunian sa pin # 2 na nangangahulugang susubaybayan at tutugon ang IC sa anumang boltahe na maaaring lumampas sa antas na ito.

Ang sensing boltahe na susubaybayan ay inilalapat sa pin # 3 ng IC, sa aming halimbawa ito ay sa pamamagitan ng isang LDR. Ang pin # 3 ay konektado sa kantong ng LDR pin at isang preset na terminal.

Nangangahulugan ito na ang junction na ito muli ay naging isang potensyal na divider, na ang antas ng boltahe sa oras na ito ay hindi naayos dahil ang halaga ng LDR ay hindi maaaring maayos at mag-iiba sa mga kondisyon ng ilaw sa paligid.

Ngayon ipagpalagay na nais mo ang circuit na maunawaan ang halaga ng LDR sa ilang mga punto sa paligid lamang ng pagkahulog ng takipsilim, inaayos mo ang preset na tulad na ang boltahe sa pin # 3 o sa kantong ng LDR at ang preset ay tumatawid lamang sa itaas ng marka ng 6V.

Kapag nangyari ito ang halaga ay tumataas sa itaas ng naayos na sanggunian sa pin # 2, ipinapaalam sa IC ang tungkol sa boltahe ng pakiramdam na tumataas sa itaas ng sanggunian boltahe sa pin # 2, agad nitong ibabalik ang output ng IC na nagbabago sa positibo mula sa paunang zero boltahe posisyon

Ang pagbabago sa itaas ng estado ng IC mula sa zero patungo sa positibo, nagpapalitaw sa yugto ng driver ng relay na lumilipat SA pag-load o mga ilaw na maaaring konektado sa mga nauugnay na contact ng relay.

Tandaan, ang mga halaga ng mga resistors na konektado sa pin # 2 ay maaari ding mabago para sa pagbabago ng sensing threshold ng pin # 3, kaya lahat sila ay umaasa sa bawat isa, na nagbibigay sa iyo ng isang malawak na anggulo ng pagkakaiba-iba ng mga parameter ng circuit.

Ang isa pang tampok ng R1 at R2 ay naiiwasan nito ang pangangailangan ng paggamit ng isang dalawahang polarity power supply na ginagawang mas simple at maayos ang kasangkot na pagsasaayos.

Pagpapalit ng Parameter ng Sensing sa Parameter ng Pagsasaayos

Tulad ng ipinakita sa ibaba, ang ipinaliwanag sa itaas na tugon sa pagpapatakbo ay maaaring mababaligtad sa pamamagitan ng pagpapalit ng mga posisyon ng input pin ng IC o, sa pamamagitan ng pagsasaalang-alang sa isa pang pagpipilian kung saan binabago lamang namin ang mga posisyon ng LDR at ang preset.

Ito ay kung paano kumikilos ang anumang pangunahing opamp kapag na-configure ito bilang isang paghahambing.

Upang buod ay maaari nating sabihin na sa anumang opamp based compartaor, ang mga sumusunod na operasyon ay nagaganap:

Praktikal na Halimbawa # 1

1) Kapag ang inverting pin (-) ay inilapat ng isang nakapirming sanggunian ng boltahe, at ang non-inverting (+) input pin ay napapailalim sa isang pagbabago ng sensing volatge, ang output ng opamp ay mananatiling 0V o negatibo hangga't ang (+) ang boltahe ng pin ay mananatili sa ibaba ng (-) antas ng boltahe ng refernce pin.

Halili sa lalong madaling ang (+) pin volatge ay mas mataas kaysa sa (-) boltahe, ang output ay mabilis na lumiliko ang positibong antas ng supply ng DC.

Halimbawa # 2

1) Sa kabaligtaran, kapag ang non-inverting pin (+) ay inilapat ng isang nakapirming sanggunian ng boltahe, at ang invertting (-) input pin ay napailalim sa isang nagbabago na boltahe ng sensing, ang output ng opamp ay mananatiling nagbibigay ng antas ng DC o positibo hangga't ang (-) pin boltahe ay mananatili sa ibaba ng (+) antas ng boltahe ng pin na refernce.

Halili sa lalong madaling ang (-) pin volatge ay mas mataas kaysa sa (+) boltahe, ang output ay mabilis na nagiging negatibo o i-OFF sa 0V.