Wat is een vergelijkingscircuit?
Een comparator of een spanningscomparator is een apparaat dat wordt gebruikt om twee spanningsniveaus te vergelijken. We kunnen bepalen welk spanningsniveau hoger is aan de hand van de output van de comparator. Het is een toepassing van typische op-amps, en het heeft bovendien toepassingen.
Wat doet een vergelijkingscircuit?
A comparator vergelijkt twee gegeven ingangsspanning en levert de uitgang die aangeeft welke spanning een betere waarde heeft. Het circuit neemt input via inverterende en niet-inverterende terminals en levert output van de outputterminal. Het uitgangsbereik ligt tussen de positieve verzadigingsspanning en de negatieve verzadigingsspanning.
Op Amp-vergelijkercircuit
De onderstaande afbeelding geeft een schakelschema van het vergelijkingscircuit weer. Zoals we kunnen zien, bevat het circuit alleen een op-amp, en worden er spanningsingangen in geleverd via de inverterende en niet-inverterende aansluitingen.
Comparator circuit ontwerp
Het comparatorcircuit is ontworpen met behulp van een opamp. Om het gebruiksklaar te maken, zijn ingangsspanningen aanwezig. Er is geen feedbacksysteem in verwerkt. Een referentiespanning en een spanningssignaal worden geleverd via de op-amp. De positieve en negatieve verzadigingsspanningsingangen zijn ook aanwezig. De indicatieve uitvoer wordt verzameld uit de uitvoer van de op-amp.
Hoe vergelijkingscircuit werkt?
Het werkingsprincipe van de comparator is vrij eenvoudig. Over het algemeen vergelijkt het tussen twee spanningsbronnen en biedt het een grotere output. Onderstaande twee punten geven de werking weer.
- Als de spanning in de niet-inverterende klem hoger is dan de inverterende klemspanning, wordt de uitgang geschakeld naar de positieve verzadigingsspanning van de op-amp.
- Als de spanning van de inverterende aansluiting hoger is dan de spanning in de niet-inverterende aansluiting, wordt de uitgang geschakeld naar de negatieve verzadigingsspanning van de op-amp.
Spanningsvergelijkingscircuit met opamp 741
Op-amp 741 is een geïntegreerde schakeling met een opamp. Een spanningsvergelijker kan worden gemaakt met opamp 741. De onderstaande afbeelding geeft het schakelschema van een niet-inverterende spanningsvergelijker weer met opamp 741.
Comparator blokschema
De werking van een comparator kan worden weergegeven door middel van blokschema's. De volgende afbeelding geeft een blokschema van een comparator weer,
Vergelijkingscircuitrelais
Relais zijn schakelaars die een circuit kunnen besturen. Het kan een circuit in- of uitschakelen en kan een circuit met een ander circuit verbinden en loskoppelen. Een comparator wordt algemeen gebruikt als het gebruik van de relais.
Vergelijkingscircuit gebruikt
Een comparator is een waardevol en essentieel apparaat. Er zijn verschillende toepassingen van vergelijkers. Enkele van de toepassingen van de vergelijkers worden hieronder opgesomd.
- Null-detector: Als een waarde nul is, detecteert een nuldetector deze. Een comparator is typisch een versterker met hoge versterking, en voor geregelde inputs is een comparator geschikt voor het detecteren van null.
- Niveauverschuiver: Een niveauverschuiver kan worden ontworpen met behulp van een enkele op-amp. Door een geschikte pull-up-spanning te gebruiken, biedt het circuit veel veelzijdigheid bij het selecteren van de te interpreteren spanningen.
- Analoog-naar-digitaal-omzetter (ADC): Comparatoren worden gebruikt om analoog-naar-digitaal-converters te maken. Bij een omvormer geeft de uitgang aan welke spanning hoger is. Deze bewerking is hetzelfde als een 1-bit kwantisering. Daarom worden in bijna elke analoog-naar-digitaal-omzetter comparatoren gebruikt.
- Afgezien van de genoemde toepassingen, zijn er veel andere vergelijkers zoals - Ontspanningsoscillator, in absolute waardedetectoren, in nuldoorgangsdetectoren, in raamdetectoren, enz.
Comparator fuzz-circuit
Fuzz-circuits kunnen worden ontwikkeld met behulp van comparatoren. LM311 IC is zo'n voorbeeld van comparator fuzz. We zullen dit later bespreken over LM311.
Hoe maak je een vergelijker?
Een comparator is een bijzonder en eenvoudig elektrisch apparaat om te bouwen. Om een comparator te bouwen, hebben we een op amp en voedingsspanningen. In eerste instantie wordt de op-amp voorzien van positieve en negatieve verzadigingsspanningen. De output zal variëren in dat spanningsbereik. Vervolgens worden ingangen voorzien in hun inverterende en niet-inverterende terminals. De referentiespanning wordt geleverd in de niet-inverterende terminal en de ingangsspanning wordt geleverd in de inverterende terminal. Er is geen feedbacksysteem gekoppeld aan dit circuit.
Spanningsvergelijkingscircuit
Een comparatorcircuit kan de hoogwaardige spanningen tussen twee spanningen detecteren. Comparatoren, die typisch te vergelijken zijn met spanningen, staan bekend als een spanningsvergelijkingscircuit.
Fasevergelijkingsschema
Een fasevergelijker is een analoog logisch circuit dat kan worden gemengd en vermenigvuldigd. Het detecteert de verschillen in fasen tussen twee gegeven signalen door een spanningssignaal te genereren. De onderstaande afbeelding geeft het schakelschema van de fasevergelijker weer.
Ic-vergelijkercircuits
Zoals eerder vermeld, vergelijkt een comparator twee spanningssignalen en produceert een indicatieve output. Comparatoren zijn opgenomen in een geïntegreerd circuit voor een betere bruikbaarheid. De onderstaande afbeelding vertegenwoordigt de circuits voor comparator ic.
lM358 vergelijkingscircuit
lm358 is een comparator-ic die bestaat uit twee comparators erin. Het heeft acht pinnen. Deze ic heeft geen onafhankelijke externe voeding nodig om elke comparator te laten functioneren. Het schakelschema van de ic wordt hieronder gegeven.
Comparator intern circuit
De comparator is ontworpen met behulp van een opamp - de opamp als verdere schakeling. Het interne circuit in een ic wordt hieronder in het diagram weergegeven. Als we het diagram observeren, kunnen we zien dat het voornamelijk uit transistors, diodes en weerstanden bestaat. Het interne diagram kan op basis van hun werking in drie delen worden verdeeld. Ze zijn - ingangstrap, versterkingsfase en eindtrap.
Comparator circuit schema
Het schematische diagram van een comparator wordt hieronder gegeven. Het interne schematische diagram is hetzelfde als een intern comparatorcircuit. Het heeft diodes, transistoren en weerstanden. De intern verbonden componenten werken als een comparator.
Schmitt-trigger-vergelijkingscircuit
Schmitt-trigger is een viraal circuit dat wordt gebruikt om de ruisimmuniteit te verbeteren en de kans op meervoudig schakelen te verkleinen.
A Schmitt trigger is een comparatorschakeling met gescheiden ingangsschakelniveaus voor het wijzigen van de uitgangen. Het schmitt-trigger-vergelijkercircuit wordt weergegeven in het onderstaande diagram.
555 timer-vergelijkingscircuit
555-timer is een oscillatorcircuit. Het staat bekend als 555-timers omdat er drie weerstanden van 5 kilo-ohm zijn die intern zijn verbonden om de referentiespanningen te leveren voor de comparatoren van beide timercircuits. A555 timer ic wordt gebruikt in vertragingstimers, LED-flitsers, pulsgeneraties, etc. Een basis blokschema van 555 timer ic wordt hieronder gegeven. Er zijn twee comparators, een NPN-transistor, een flip-flop, drie 5k-weerstanden en een output-driver.
vergelijkingscircuit met behulp van lm324
lm324 is een algemene op-amp IC met vier op-amps erin. Het kan ook als vergelijker worden gebruikt. De op-amps hebben eigenschappen van hogere stabiliteit, grotere bandbreedte. LM324 heeft 14 pinnen. De speldendiagram van lm324 wordt hieronder gegeven.
| Pin nr. | Omschrijving |
| 1 | Output van de eerste comparator |
| 2 | Omkerende input van de eerste comparator |
| 3 | De niet-inverterende ingang van de eerste comparator |
| 4 | 5V voedingsspanning |
| 5 | De niet-inverterende ingang van de tweede comparator |
| 6 | Omkerende input van de tweede comparator |
| 7 | Output van de tweede comparator |
| 8 | Output van de derde comparator |
| 9 | Omkerende input van de derde comparator |
| 10 | De niet-inverterende ingang van de derde comparator |
| 11 | Grondpin (GND) |
| 12 | De niet-inverterende ingang van de vierde comparator |
| 13 | Omkerende input van de vierde comparator |
| 14 | Output van de vierde comparator |
Het schakelschema van de LM324-comparator is weergegeven in het onderstaande diagram.
lm139 vergelijkingscircuit
lm139 is een andere comparator ic. Het heeft vier afzonderlijke precisiecomparatoren. De ic is ontworpen om te functioneren onder een enkele stroomvoorziening. Het is speciaal ontwikkeld voor directe interactie met transistor-transistorlogica en complementaire MOS-logica. De ic wordt geleverd met een voortplantingsvertraging van 0.7 microseconden.
De onderstaande afbeelding toont het interne schakelschema van de lm139-comparator.
lm319 vergelijkingscircuit
lm319 is een andere comparator-ic met 14 pinnen. Het heeft twee afzonderlijke precisiecomparatoren. De ic is ontworpen om te functioneren onder een breed scala aan voedingsspanningen. Het is speciaal ontwikkeld voor directe interactie met transistor-transistorlogica en complementaire MOS-logica, RTL, DTL. De ic wordt geleverd met een voortplantingsvertraging van 0.025 microseconden.
lm311 spanningsvergelijkingscircuit
lm311 is een andere comparator-ic met acht pinnen. Het heeft een enkele comparator. De ic wordt geleverd met een responstijd van minimaal 0.200 nanoseconden en een typische spanningsversterking van 200.
De onderstaande afbeelding toont het interne schakelschema van de lm311-comparator.
lm339 vergelijkingscircuit
lm339 is een andere comparator ic. Het heeft vier afzonderlijke precisiecomparatoren. De ic is ontworpen om te functioneren onder een enkele voeding en voor een breed scala aan spanningen. Het is speciaal ontwikkeld voor directe interactie met transistor-transistorlogica en complementaire MOS-logica en DTL, ECL, MOS-logica. De ic wordt geleverd met een voortplantingsvertraging van 0.7 microseconden.
Voorbeeld van een opamp-comparatorcircuit
Op-amp-vergelijkingscircuits worden in verschillende toepassingen gebruikt. Bijvoorbeeld - om ervoor te zorgen dat een ingangswaarde de piek of de specifieke waarde heeft bereikt of niet, of voor kwantisering in een ADC, ook in vensterdetectoren, nuldoorgangsdetectoren, enz.
Spanningsvenster vergelijkingscircuit
Een venstervergelijker verwijst naar het circuit dat alleen werkt in een bepaald frame of venster of spanning. En een spanningscomparator vergelijkt twee signalen en levert de output. Voor een venstervergelijkingscircuit is er zoiets als het sandwich-effect: als de ingangsspanning hoger wordt dan de lage referentiespanning. Het circuit is AAN en als de ingangsspanning hoger wordt dan de hoge referentiespanning, is het circuit UIT.
Componenten die nodig zijn voor een spanningsvenstervergelijker:
- LM741 op-versterkers (2)
- 4049 Omvormerchip (1)
- Een weerstand van 470 ohm (1)
- 1N4006 diodes (2)
- LED
Het vergelijkingscircuit voor het spanningsvenster wordt weergegeven in de onderstaande afbeelding.
Vergrendelend comparatorcircuit
Een vergrendelde comparator wordt ontwikkeld met behulp van een StrongArm-vergrendeling. De StrongArm-vergrendeling wordt beschouwd als de primaire beslissingsversterkingsfase. De volgende fase wordt verwerkt met een vergrendelingselement om de uitgangsbelasting te dragen.
Op amp-vergelijkingscircuit met hysterese
Het verschil tussen het bovenste uitschakelpunt en het onderste uitschakelpunt is hysterese. Hysteresis wordt geleverd met het concept van Schmitt Trigger. Als een typische comparator is ontworpen met positieve feedback, veroorzaakt dat circuit: hysteresis. De onderstaande afbeelding geeft het schakelschema weer.
Regeneratieve vergelijkingscircuit
Een Schmitt-triggercircuit wordt ook wel regeneratieve comparatorcircuits genoemd. Ze worden gebruikt om de ruisimmuniteit te verbeteren en de kans te verkleinen dat meervoudig schakelende regeneratieve comparatorcircuits om andere complexe circuits te ontwerpen. Ze worden gebruikt in ADC's, slicercircuits, geheugendetectie, enz. Het Schmitt Trigger-schakelschema wordt het schakelschema van het regeneratieve comparatorcircuit genoemd.
Temperatuurvergelijkingscircuit
Een temperatuurcircuit is een digitaal elektronisch circuit dat meet of de ingangstemperatuur onder de opgegeven referentietemperatuur ligt. Het is een van de belangrijkste voorbeelden van een vergelijkingscircuit. Temperatuursensoren bevatten een comparator.
Veelgestelde Vragen / FAQ
1. Hoe werkt een comparatorschakeling?
Antwoord: Het werkingsprincipe van de comparator is vrij eenvoudig. Over het algemeen vergelijkt het tussen twee spanningsbronnen en biedt het een grotere output. Onderstaande twee punten geven de werking weer.
- Als de spanning in de niet-inverterende klem hoger is dan de inverterende klemspanning, wordt de uitgang geschakeld naar de positieve verzadigingsspanning van de op-amp.
- Als de spanning van de inverterende aansluiting hoger is dan de spanning in de niet-inverterende aansluiting, wordt de uitgang geschakeld naar de negatieve verzadigingsspanning van de op-amp.
2. Soorten vergelijkingscircuits:
Antwoord: Er zijn verschillende soorten vergelijkers. Enkele van de meest gebruikte versterkers staan hieronder vermeld.
3. Waarom is de uitgangsspanning in het vergelijkingscircuit van een opamp gelijk aan de verzadigingsspanning?
Antwoord: Comparatorcircuits hebben geen terugkoppeling die eraan is gekoppeld. De op-amp heeft dus een open-lusversterking. Voor een ideale op-amp is de open-loop gain oneindig, en voor een praktische op-amp is de gain erg hoog. Nu is de verzadigingsspanning van typische op-amps + - 15 V. De op-amp wordt verzadigd bij +13 of -13 V. Nu wordt de op-amp snel verzadigd voor een kleine ingangsspanning. Daarom is de uitgangsspanning in het vergelijkingscircuit gelijk aan de verzadigingsspanning.
4. Waarom wordt in een opamp-vergelijkingscircuit een referentiespanning gebruikt?
Antwoord: Er wordt een vergelijking gemaakt tussen twee of meer hoeveelheden. Om aan te geven welke belangrijker is, hebben we een verwijzing nodig om te beslissen. We moeten bepalen welke spanning belangrijker is voor een comparator. Daarom wordt een referentiespanning gebruikt om de beslissing te nemen.
5. Hoe maakt het digitale vergelijkingscircuit onderscheid tussen een kleiner en groter getal?
Antwoord: Een digitale comparator vergelijkt twee binaire getallen. De comparator zoekt eerst de equivalente spanning van de binaire getallen en bepaalt vervolgens welk getal kleiner is, welk getal significant is.
Voor meer elektronica gerelateerd artikel klik hier
Hallo, ik ben Sudipta Roy. Ik heb B. Tech in elektronica gedaan. Ik ben een elektronica-liefhebber en houd mij momenteel bezig met elektronica en communicatie. Ik heb een grote interesse in het verkennen van moderne technologieën zoals AI en Machine Learning. Mijn geschriften zijn gewijd aan het verstrekken van nauwkeurige en bijgewerkte gegevens aan alle leerlingen. Iemand helpen bij het opdoen van kennis geeft mij enorm veel plezier.
Laten we verbinding maken via LinkedIn –