Elektronikkomponenter: hur man använder en förstärkare som spänningsjämförare - dummies

En spänningskomparator är en elektronisk krets som jämför två ingångsspänningar och låter dig veta vilken av de två som är större. Det är lätt att skapa en spänningskomparator från en op amp, eftersom polariteten hos OP-ampens utgångskrets beror på polariteten av skillnaden mellan de två ingångsspänningarna.

Antag att du har en fotocell som genererar 0. 5 V när den utsätts för fullt solljus och du vill använda den här fotocellen som sensor för att bestämma när det är dagslys. Du kan använda en spänningskomparator för att jämföra spänningen från fotocellen med en 0, 5 V referensspänning för att avgöra huruvida solen skiner.

I spänningskomparatorkretsen appliceras först en referensspänning på inverteringsingången (V _- ); då tillförs den spänning som ska jämföras med referensspänningen till icke-inverterande ingången. Utgångsspänningen beror på värdet på ingångsspänningen i förhållande till referensspänningen enligt följande:

Nätspänning

Nollspänning	Mindre än referensspänning
Negativ	Lika referensspänning
Noll	Större än referensspänning
Positiv < Observera att spänningsnivån för både de positiva och negativa utgångsspänningarna kommer att vara cirka 1 V mindre än strömförsörjningen. Om strömförbrukningen är 9 V kommer således utgångsspänningen att vara +8 V om ingångsspänningen är större än referensspänningen, 0 V om ingångsspänningen är lika med referensspänningen och -8 V om ingångsspänningen är mindre än referensspänningen.

Du kan ändra kretsen för att eliminera negativ spänning om ingången är mindre än referensen genom att skicka utmatningen via en diod. I denna krets visas en positiv spänning vid utgången om ingångsspänningen är större än referensspänningen; annars finns ingen utspänning.

För att skapa en spänningskomparator som skapar en positiv spänningsutgång om ingångsspänningen är

mindre än

en referensspänning, använd referensspänningen till inverteringen (V - ), och ingångsspänningen appliceras på icke-inverterande (V ₊ ) ingången. _{Den slutliga spännings-komparatorkretsen du bör veta är komparatorn} ,

som låter dig veta om ingångsspänningen faller inom ett visst intervall. En fönsterkomparator kräver tre ingångar: en låg referensspänning, en hög referensspänning och en ingångsspänning. Fönsterkomparatorns utgång kommer endast att vara en positiv spänning om ingångsspänningen är större än den låga referensspänningen och mindre än den höga referensspänningen.Om ingångsspänningen är mindre än den låga referensspänningen kommer utgången att vara noll. På liknande sätt, om ingångsspänningen är större än den höga referensspänningen, kommer utsignalen också att vara noll. Du behöver två op amps för att skapa ett fönster komparator. En op amp är konfigurerad för att endast producera positiv utspänning om ingången är större än låg referensspänning (V

REF (LOW)). Den andra op amp är konfigurerad för att endast producera positiv utspänning om ingången är mindre än hög referensspänning (V _{REF (HIGH)} ). _{Ingångsspänningen är ansluten till båda ampere; utsignalen sänds genom dioder för att endast tillåta positiv spänning och sedan kombineras. Den resulterande utsignalen kommer endast att ha positiv spänning om ingångsspänningen faller mellan låga och höga referensspänningar.} Observera att strömförsörjningsanslutningarna inte visas separat för varje op amp i kretsen. Det är vanligt att släppa bort strömförsörjningsanslutningarna när flera op ampere används i en enda krets. Om strömförsörjningsanslutningarna visades för alla opförstärkare, skulle nätanslutningsförbindelserna komplicera schematiskt i onödan.