Mga kategorya: Itinatampok na Mga Artikulo » Praktikal na Elektronika
Bilang ng mga tanawin: 162,409
Mga puna sa artikulo: 5
Comparator circuit
Paano ang taghambing ng boltahe
Sa maraming mga paglalarawan, ang paghahambing ay inihambing sa maginoo na mga scale ng pingga, tulad ng sa isang bazaar: isang pamantayan ay inilalagay sa isang mangkok - mga timbang, at ang nagbebenta ay nagsisimulang maglagay ng mga kalakal, tulad ng patatas, sa iba pa. Sa sandaling ang bigat ng produkto ay magiging katumbas ng bigat ng mga timbang, na mas tiyak na kaunti pa, ang tasa na may mga timbang ay nagmadali. Tapos na ang pagtimbang ng timbang.
Ang parehong bagay ay nangyayari sa paghahambing, sa kasong ito ang papel ng mga timbang ay nilalaro ng sanggunian ng sanggunian, at ang signal ng pag-input ay ginagamit bilang isang patatas. Sa sandaling lumitaw ang isang lohikal na yunit sa output ng comparator, isinasaalang-alang na nangyari ang paghahambing ng boltahe. Ito ang napaka "kaunti pa", na sa mga direktoryo ay tinatawag na "threshold sensitivity ng comparator".
Boltahe ng Paghahambing sa Boltahe
Novice hams - ang mga inhinyero ng elektroniko ay madalas na nagtanong kung paano suriin ang isang partikular na bahagi. Upang suriin ang comparator, hindi mo kailangang mag-ipon ng anumang kumplikadong circuit. Ito ay sapat na upang ikonekta ang isang voltmeter sa output ng comparator, at ilapat ang mga regulated voltages sa mga input, at matukoy kung ang comparator ay gumagana o hindi. At, siyempre, ito ay magiging napakahusay, kung naaalala mo pa ring mag-aplay ng kapangyarihan sa comparator!
Gayunpaman, hindi dapat kalimutan ng isang tao na maraming mga comparator ang may output transistor, kung saan ang mga natuklasan ng kolektor at nagbubuhat ng "hang sa hangin", na inilarawan sa artikulo "Mga Paghahambing sa Analog". Samakatuwid, ang mga konklusyon na ito ay dapat na konektado nang naaayon. Paano ito gawin ay ipinapakita sa Figure 1.
Larawan 1. diagram ng koneksyon sa paghahambing
Ang sanggunian ng sanggunian na nakuha mula sa divider R2, R3 mula sa boltahe ng supply + 5V. Bilang isang resulta, ang 2.5V ay nakuha sa kabaligtaran na pag-input. Ipagpalagay na ang variable na risistor R1 slider ay nasa pinakamababang posisyon, i.e. boltahe dito ay 0V. Ang parehong boltahe ay nasa direktang pag-input ng comparator.
Kung ngayon sa pamamagitan ng pag-ikot ng motor ng variable na risistor R1, unti-unting taasan ang boltahe sa direktang pag-input ng comparator, pagkatapos kapag naabot ang 2.5V, ang logic 1 ay lilitaw sa output ng comparator, na magbubukas ng output transistor, ang HL1 LED ay magaan.
Kung ngayon ang engine R1 ay pinaikot sa direksyon ng pagbawas ng boltahe, pagkatapos ay sa isang tiyak na sandali ang LED HL1 ay walang alinlangan na lumabas. Ipinapahiwatig nito ang wastong operasyon ng comparator.
Ang eksperimento ay maaaring medyo kumplikado: sukatin ang boltahe sa direktang pag-input ng comparator na may isang voltmeter, at ayusin sa kung anong boltahe ang LED ay magagaan at kung saan ito lumabas. Ang pagkakaiba sa mga voltages na ito ay ang hysteresis ng comparator. Sa pamamagitan ng paraan, ang ilang mga comparator ay may isang espesyal na pin (pin) para sa pag-aayos ng halaga ng hysteresis.
Upang magsagawa ng gayong eksperimento, kakailanganin mo ang isang digital voltmeter na may kakayahang "mahuli" millivolts, isang risistor ng multi-turn at isang patas na pasensya para sa performer. Kung ang pasensya para sa naturang eksperimento ay hindi sapat, magagawa mo ang sumusunod, na mas simple: palitan ang direkta at kabaligtaran na mga input, at paikutin ang variable na risistor upang obserbahan kung paano kumilos ang LED, i.e. output ng paghahambing.
Ang Figure 1 ay nagpapakita lamang ng isang diagram ng block, kaya hindi ipinapahiwatig ang mga numero ng pin. Kapag suriin ang isang tunay na paghahambing, kailangan mong harapin ang pinout (pinout). Susunod, ang ilang mga praktikal na mga pamamaraan ay isasaalang-alang at isang maikling paglalarawan ng kanilang trabaho ay bibigyan.
Kadalasan sa isang kaso mayroong maraming mga comparator, dalawa o apat, na nagbibigay-daan sa iyo upang lumikha ng iba't ibang mga aparato nang hindi nag-install ng mga labis na chips sa board. Ang mga paghahambing ay maaaring maging independiyenteng sa bawat isa, ngunit sa ilang mga kaso ay may mga panloob na koneksyon. Tulad ng isang maliit na tilad, isaalang-alang ang MAX933 dalawahang paghahambing.
Comparator MAX933
Ang dalawang mga comparator ay "nakatira" sa isang pabahay ng microcircuit. Bilang karagdagan sa kanilang mga comparator mismo, mayroong isang built-in na 1.182V na sanggunian na sanggunian ng boltahe sa loob ng microcircuit. Sa figure, ipinapakita ito sa anyo ng isang zener diode, na kung saan ay nakakonekta sa loob ng microcircuit: sa itaas na paghahambing sa kabaligtaran na pag-input, at sa ilalim sa tuwid na linya. Ginagawang madali itong lumikha ng isang multi-level na comparator alinsunod sa mga alituntunin ng "Little", "Norm", "Maraming" (undervoltage / overvoltage detector). Ang nasabing mga comparator ay tinatawag na windowed dahil ang posisyon na "pamantayan" ay nasa "window" sa pagitan ng "kaunti" at "marami".
Pag-aaral ng comparator program Multisim
Ipinapakita ng Figure 2 ang pagsukat ng sanggunian ng sanggunian na ginawa gamit ang Multisim simulation software. Ang pagsukat ay isinasagawa gamit ang isang XMM2 multimeter, na nagpapakita ng 1.182V, na ganap na tumutugma sa halaga na tinukoy sa Data Sheet ng comparator. Pin 5 HYST, - pagsasaayos ng hysteresis, sa kasong ito ay hindi ginagamit.
Larawan 2
Gamit ang switch S1, maaari mong itakda ang antas ng boltahe ng pag-input, at sabay-sabay sa parehong mga comparator: isang saradong switch ay nagbibigay ng isang mababang antas sa mga input (mas mababa sa sanggunian ng sanggunian) tulad ng ipinapakita sa Figure 3, isang bukas na estado ay tumutugma sa isang mataas na antas, - Larawan 4. Estado ng mga output ng mga comparator na ipinakita ng multimeter XMM1, XMM2.
Ang mga puna sa mga numero ay ganap na kalabisan - upang maunawaan ang lohika ng mga paghahambing, sapat na upang maingat na isaalang-alang ang mga pagbabasa ng multimeter at ang posisyon ng switch S1. Dapat lamang na maidagdag na ang gayong pamamaraan ay maaaring inirerekomenda para sa pagsuri ng isang tunay na "iron" na paghahambing.
Larawan 3
Larawan 4
Boltahe ng pagsubok ng boltahe
Ang circuit ng tulad ng isang comparator na ipinakita sa Data Sheet ay ipinapakita sa Figure 5.
Para sa mga output signal ng undervoltage (OUTA) at overvoltage (OUTB), ang aktibong antas ng signal ay mababa, tulad ng ipinahiwatig sa pamamagitan ng pagsasailalim sa mga signal mula sa itaas. Minsan para sa mga layuning ito ang sign "-" o "/" sa harap ng signal ng signal ay ginagamit. Ang mga senyas na ito ay maaaring tawaging mga alarma.
KAPANGYARING GOOD signal ay output lohikal na elemento ATkapag ang parehong mga alarma ay may antas ng lohikal na yunit. Mataas ang aktibong signal ng POWER GOOD.
Kung hindi bababa sa isa sa mga alarma ay mababa, ang signal ng POWER GOOD ay mawawala - magiging mababa din ito. Muli itong ginagawang posible upang mapatunayan na ang lohikal na circuit AT para sa mababang antas ay isang lohikal na O.
Larawan 5. circuit circuit
Ang kinokontrol na boltahe ng input ay ibinibigay sa pamamagitan ng divider R1 ... R3, ang halaga ng mga resistors na kung saan ay kinakalkula na isinasaalang-alang ang saklaw ng mga kinokontrol na boltahe. Ang pamamaraan ng pagkalkula ay ibinibigay, kahit na may isang halimbawa, sa Data Sheet.
Upang mabawasan ang chatter habang lumilipat, ang halaga ng hysteresis ay nakatakda gamit ang divider R4, R5. Ang mga resistor na ito ay kinakalkula gamit ang mga formula na ibinigay din sa Data Sheet. Para sa mga halagang ipinahiwatig sa diagram, ang halaga ng hysteresis ay 50mV.
Scheme ng Pamamahala sa Pag-backup
Ginagamit ang magkatulad na mga scheme, halimbawa, sa mga system ng alarma. Ang operasyon algorithm ng mga scheme na ito ay medyo simple. Kung nabigo ang boltahe ng mains, ang sistema ng seguridad ay lumipat sa operasyon ng baterya, at kapag naibalik ang network, muli itong gumana mula sa suplay ng kuryente, habang ang baterya ay sisingilin. Upang maipatupad ang tulad ng isang algorithm, hindi bababa sa dalawang mga kadahilanan ay dapat suriin: ang pagkakaroon ng boltahe ng mains at ang estado ng baterya.
Ang circuit ng functional control ay ipinapakita sa Figure 6.
Larawan 6. Ang scheme ng pamamahala ng backup na kapangyarihan sa isang maliit na chip
Ang naayos na boltahe + 9VDC ay ibinibigay sa pamamagitan ng diode sa regulator ng boltahe, kung saan pinapagana ang aparato ng seguridad. Sa kasong ito, ang divider R1, R2 ay isang sensor ng boltahe ng network, na sinusubaybayan ng mas mababang comparator na may output ng OUTA. Kapag may boltahe ng mains, at nasa loob ng dahilan, sa output ng mas mababang comparator ay isang yunit ng lohika na bubukas ang field-effect transistor Q1, kung saan sisingilin ang baterya. Ang parehong signal ay kumokontrol sa tagapagpahiwatig ng operasyon ng network.
Kung nabigo o bumababa ang boltahe ng mains, isang logical zero ang lumilitaw sa output ng comparator, ang pagsasara ng field-effect transistor ay huminto, ang baterya ay tumigil sa singil, ang tagapagpahiwatig ng operasyon ng network ay nawala o lumiliko ng ibang kulay. Posible rin ang hitsura ng isang signal ng tunog.
Ang isang sisingilin na baterya sa pamamagitan ng isang lumilipat na diode ay konektado sa pampatatag, at ang aparato ay patuloy na gumana nang offline. Ngunit upang maprotektahan ang baterya mula sa isang buong paglabas, sinusubaybayan ng isa pang comparator ang kondisyon nito, ang nangunguna ayon sa pamamaraan.
Habang ang baterya ay hindi pa pinalabas, ang boltahe sa kabaligtaran ng input ng comparator B ay mas mataas kaysa sa sanggunian, samakatuwid, ang antas ng output ng comparator ay mababa, na tumutugma sa normal na singil ng mga baterya. Habang nangyayari ang paglabas, ang boltahe sa divider R3, R4 ay bumababa, at kapag ito ay nagiging mas mababa kaysa sa sanggunian, isang mataas na antas ay maitatag sa output ng comparator, na nagpapahiwatig ng isang mababang baterya. Kadalasan, ang kondisyong ito ay ipinahiwatig ng nakakainis na squeak ng aparato.
Oras ng pagkaantala ng oras
Ipinakita sa Figure 7.
Larawan 7. Scheme ng oras pagkaantala sa paghahambing
Ang pamamaraan ay gumagana tulad ng sumusunod. Sa pamamagitan ng pagpindot sa pindutan ng MOMENTARY SWITCH, ang kapasitor C ay sisingilin sa boltahe ng pinagmulan ng kuryente. Ito ay humantong sa ang katunayan na ang boltahe sa input IN + ay nagiging mas mataas kaysa sa sanggunian ng sanggunian sa input IN-. Samakatuwid, ang output Out ay nakatakda sa isang mataas na antas.
Matapos mailabas ang pindutan, ang capacitor ay nagsisimula sa paglabas sa pamamagitan ng risistor R, at kapag ang boltahe sa ito, at, samakatuwid, sa input IN + ay bumaba sa ibaba ng boltahe ng sanggunian sa input IN-, ang antas ng output ng comparator OUT ay magiging mababa. Kapag pinindot mo muli ang pindutan, ang lahat ay umuulit muli.
Ang sanggunian ng sanggunian sa input IN- ay nakatakda gamit ang isang divider ng tatlong resistors at may mga halagang ipinapahiwatig sa diagram ay 100mV. Ang parehong divider ay nagtatakda ng hysteresis ng comparator (HYST) sa loob ng 50mV. Kaya, ang kapasitor C ay pinalabas sa isang boltahe na 100 - 50 = 50 mV.
Ang kasalukuyang pagkonsumo ng aparato mismo ay maliit, hindi hihigit sa 35 microamp, habang ang output kasalukuyang ay maaaring umabot sa 40 mA.
Ang oras ng pagkaantala ay kinakalkula ng formula R * C * 4.6 sec. Ang isang halimbawa ay ang pagkalkula kasama ang mga sumusunod na data: 2M & # 937; * 10µF * 4.6 = 92 sec. Kung ang paglaban ay ipinahiwatig sa mga megaohms, ang capacitance ay nasa microfarads, pagkatapos ang resulta ay nakuha sa ilang segundo. Ngunit ito ay isang kinakalkula na resulta lamang. Ang aktwal na oras ay depende sa boltahe ng pinagmulan ng kuryente at sa kalidad ng kapasitor, sa kasalukuyang pagtagas.
Ang ilang mga simpleng circuit circuit
Ang batayan ng mga circuits na isasaalang-alang mamaya ay isang gradient relay, isang circuit na tumugon hindi sa pagkakaroon ng anumang signal, ngunit sa rate ng pagbabago nito. Ang isa sa mga sensor na ito ay relay ng larawanna ang diagram ay ipinapakita sa Figure 8.
Larawan 8. Scheme ng relay ng larawan sa comparator
Ang input signal ay nakuha mula sa divider na nabuo ng risistor R1 at ang photodiode VD3. Ang karaniwang punto ng divider na ito sa pamamagitan ng mga diode VD1 at VD2 ay konektado sa direkta at pag-iikot ng input ng comparator DA1. Sa gayon, lumiliko na ang direkta at kabaligtaran na mga pag-input ay may parehong boltahe, i.e. walang pagkakaiba sa pagitan ng mga boltahe sa mga input. Sa ganitong estado sa mga input, ang sensitivity ng comparator ay malapit sa maximum.
Upang mabago ang estado ng paghahambing, kakailanganin ang pagkakaiba ng boltahe sa mga input sa mga yunit ng mga millivolts. Ito ay tungkol sa kung paano itulak ang iyong maliit na daliri sa kalaliman na nakabitin sa gilid ng isang bato. Samantala, isang lohikal na zero ang naroroon sa output ng paghahambing.
Kung biglang nag-iilaw ang pag-iilaw, nagbabago din ang boltahe sa photodiode, ipagpalagay na tumataas ito. Tila na kasama nito ang boltahe sa parehong mga input ng comparator ay magbabago, at agad. Samakatuwid, ang nais na pagkakaiba sa boltahe sa mga input ay hindi gagana, at, samakatuwid, ang estado ng output ng comparator ay hindi magbabago.
Ang lahat ng ito ay magiging gayon, kung hindi mo pansinin ang capacitor C1 at ang risistor na R3. Salamat sa RC circuit na ito, ang boltahe sa baligtad na pag-input ng comparator ay tataas na may ilang pagkaantala na nauugnay sa direktang input. Para sa oras ng pagkaantala, ang boltahe sa direktang pag-input ay magiging mas malaki kaysa sa kabaligtaran. Bilang isang resulta, isang lohikal na yunit ay lilitaw sa output ng paghahambing. Ang yunit na ito ay hindi gaganapin nang matagal, para lamang sa oras ng pagkaantala dahil sa kadena ng RC.
Ang isang katulad na relay ng larawan ay ginagamit sa mga kaso kung saan mabilis na nagbago ang pag-iilaw. Halimbawa, sa mga aparatong pangseguridad o sensor ng mga natapos na produkto sa mga conveyor, tutugon ang aparato sa pagkagambala ng light flux. Ang isa pang pagpipilian ay bilang karagdagan sa sistema ng pagsubaybay ng video. Kung ididirekta mo ang photosensor sa screen ng monitor, makakakita ito ng pagbabago sa ningning at i-on, halimbawa, isang signal ng audio, na nakakaakit ng atensyon ng operator.
Napakadaling i-on ang itinuturing na relay ng larawan sa sensor ng pagbabago ng temperatura, halimbawa, sa alarma sa sunog. Upang gawin ito, palitan lamang ang photodiode sa isang thermistor. Sa kasong ito, ang halaga ng risistor R1 ay dapat na katumbas ng halaga ng thermistor (karaniwang ipinahiwatig para sa isang temperatura ng 25C °). Ang isang diagram ng sensor na ito ay ipinapakita sa Figure 9.
Larawan 9. Diagram ng sensor ng pagsukat ng temperatura sa isang comparator
Ang prinsipyo at kahulugan ng trabaho ay eksaktong kapareho ng larawan ng larawan na inilarawan sa itaas. Ngunit ipinapakita din ng disenyo na ito ang pinakasimpleng aparato ng output - ito ang thyristor VS1 at i-relay ang K1. Kapag ang comparator ay isinaaktibo, ang thyristor VS1 ay bubukas, na lumiliko sa relay K1.
Dahil ang thyristor sa kasong ito ay gumagana sa isang DC circuit, kahit na ang control pulse mula sa paghahambing ay magtatapos, ang thyristor ay mananatiling bukas, at i-on ang K1. Upang i-off ang relay, kailangan mong pindutin ang pindutan ng SB1 o i-off ang buong circuit.
Sa halip na isang thermistor, maaari kang gumamit ng magnetoresistor, halimbawa sa SM-1, na tumutugon sa isang magnetic field. Pagkatapos makakakuha ka ng isang magnetically sensitive relay. Ang mga magneto sa huling siglo ng XX ay ginamit sa mga keyboard ng ilang mga computer.
Kung gumagamit ka ng iba pang mga sensor, pagkatapos ay batay sa gradient relay, madali kang makagawa ng ganap na magkakaibang aparato na tumugon sa mga pagbabago sa larangan ng kuryente, upang tunog ng mga panginginig. Gamit ang piezoelectric sensor, madaling lumikha ng mga sensor ng shock at seismic na mga panginginig.
Ito ay medyo simple sa tulong ng mga comparator na i-convert ang "analog" signal sa isang "digital". Ang isang katulad na pamamaraan ay ipinapakita sa Figure 10.
Larawan 10. Scheme para sa pag-convert ng isang "analog" signal sa isang "digital" signal gamit ang isang comparator
Ipinapakita ng Figure 11 ang parehong circuit, tanging ang polarity ng output pulses ay kabaligtaran sa nakaraan. Ito ay nakamit lamang sa pamamagitan ng pagsasama ng iba pang mga input.
Larawan 11.
Ang parehong mga circuit ay nagko-convert ng malawak na signal ng input sa lapad ng pulso ng output. Ang ganitong pag-convert ay madalas na ginagamit sa iba't ibang mga electronic circuit. Una sa lahat, sa pagsukat ng mga aparato, paglipat ng mga suplay ng kuryente, digital amplifier.
Ang dalas ng saklaw ng mga aparato ay nasa hanay ng 5 ... 200KHz, ang malawak ng signal ng input sa hanay ng 2 ... 2.5V. Kapag gumagamit ng isang germanium diode, ang conversion ng amplitude sa lapad ng pulso ay nagsisimula mula sa antas ng 80 ... 90mV, habang para sa isang diode ng silikon ang halagang ito ay 250 ... 270mV.
Ang operating frequency band ng aparato ay tinutukoy ng mga rating ng mga capacitor C1, C2. Ang isang aparato na natipon mula sa mga serviceable na bahagi ay hindi nangangailangan ng pagsasaayos at pagtatakda ng threshold ng pagtugon.
Tingnan din sa electro-tl.tomathouse.com
: