Компараторы

Компаратор — это электронная схема, которая сравнивает два входных сигнала, которые к нему применяются, и выдает выходной сигнал. Выходное значение компаратора указывает, какой из входов больше или меньше. Обратите внимание, что компаратор подпадает под нелинейные применения микросхем.

Операционный усилитель состоит из двух входных клемм и, следовательно, компаратор на основе операционного усилителя сравнивает два входных сигнала, которые к нему применяются, и выдает результат сравнения в качестве выходного. В этой главе обсуждаются компараторы на основе операционных усилителей .

Типы компараторов

Компараторы бывают двух типов: инвертирующие и неинвертирующие . В этом разделе подробно обсуждаются эти два типа.

Инвертирующий Компаратор

Инвертирующий компаратор представляет собой компаратор на основе ОУ , для которого опорного напряжение подается на его неинвертирующий терминал и входное напряжение подаются на его инвертирующий терминал. Этот компаратор называется инвертирующим компаратором, потому что входное напряжение, которое нужно сравнить, подается на инвертирующий вывод операционного усилителя.

Принципиальная схема инверторного компаратора показана на следующем рисунке.

Работа инверторного компаратора очень проста. Он производит одно из двух значений, $+ V_ {сел}$ и $-V_ {сел}$ на выходе на основе значений его входных напряжений $V_ {I}$ и опорное напряжение $V_ {исх}$ ,

• Выходное значение инвертирующего компаратора будет $-V_ {сидел}$, для которых входной сигнал $V_ {я}$ напряжение больше, чем опорное напряжение V$V_ {}$ реф.

• Выходное значение инвертирующего компаратора будет $V_ {+ сидел}$, для которых входной сигнал $V_ {я}$ меньше, чем опорное напряжение V$V_ {}$ реф.

Выходное значение инвертирующего компаратора будет $-V_ {сидел}$, для которых входной сигнал $V_ {я}$ напряжение больше, чем опорное напряжение V$V_ {}$ реф.

Выходное значение инвертирующего компаратора будет $V_ {+ сидел}$, для которых входной сигнал $V_ {я}$ меньше, чем опорное напряжение V$V_ {}$ реф.

пример

Обратим форму волны выходного инвертирующего компаратора, когда синусоидальный входной сигнал и опорное напряжение нуля вольт применяются к его инвертирующим и неинвертирующим терминалов соответственно.

Работа инвертирующего компаратора, показанного выше, обсуждается ниже —

• Во время положительного полупериода синусоидального входного сигнала напряжение, присутствующее на инвертирующем выводе операционного усилителя, больше нуля вольт. Следовательно, выходное значение инвертирующего компаратора будет равно $-V_ {sat}$ во время положительного полупериода синусоидального входного сигнала.

• Аналогично, во время отрицательного полупериода синусоидального входного сигнала напряжение, присутствующее на инвертирующей клемме операционного усилителя, меньше нуля вольт. Следовательно, выходное значение инвертирующего компаратора будет равно $+ V_ {sat}$ во время отрицательного полупериода синусоидального входного сигнала.

Во время положительного полупериода синусоидального входного сигнала напряжение, присутствующее на инвертирующем выводе операционного усилителя, больше нуля вольт. Следовательно, выходное значение инвертирующего компаратора будет равно $-V_ {sat}$ во время положительного полупериода синусоидального входного сигнала.

Аналогично, во время отрицательного полупериода синусоидального входного сигнала напряжение, присутствующее на инвертирующей клемме операционного усилителя, меньше нуля вольт. Следовательно, выходное значение инвертирующего компаратора будет равно $+ V_ {sat}$ во время отрицательного полупериода синусоидального входного сигнала.

На приведенном ниже рисунке показаны входные и выходные формы волны инвертирующего компаратора, когда опорное напряжение равно нулю вольт.

На рисунке, показанном выше, мы можем наблюдать, что выходные переходы либо из $-V_ {sat}$ в $+ V_ {sat}$, либо из $+ V_ {sat}$ в $-V_ {sat}$ всякий раз, когда синусоидальный входной сигнал пересекает ноль вольт. Другими словами, выход меняет свое значение, когда вход пересекает ноль вольт. Следовательно, вышеупомянутая схема также называется инвертирующим детектором пересечения нуля.

Неинвертирующий компаратор

Неинвертирующий компаратор представляет собой компаратор на основе ОУ, для которого опорного напряжение подается на его инвертирующий терминал и входное напряжение подается на его неинвертирующий терминал. Этот компаратор на основе операционного усилителя называется неинвертирующим компаратором, поскольку входное напряжение, которое необходимо сравнить, подается на неинвертирующий вывод операционного усилителя.

Принципиальная схема неинвертирующего компаратора показана на следующем рисунке.

Работа неинвертирующего компаратора очень проста. Он производит одно из двух значений, $+ V_ {сел}$ и $-V_ {сел}$ на выходе на основе значений входного напряжения $V_ {T}$ и опорного напряжения $V_ {+}$ реф ,

• Выходное значение неинвертирующего компаратора будет $V_ {+ сидел}$, для которой входного напряжения $V_ {я}$ больше, чем опорное напряжение $+ V_ {исх}$.

• Выходное значение неинвертирующего компаратора пчелы $-V_ {сел}$, для которой входного напряжения $V_ {я}$ меньше, чем опорное напряжение $+ V_ {исх}$.

Выходное значение неинвертирующего компаратора будет $V_ {+ сидел}$, для которой входного напряжения $V_ {я}$ больше, чем опорное напряжение $+ V_ {исх}$.

Выходное значение неинвертирующего компаратора пчелы $-V_ {сел}$, для которой входного напряжения $V_ {я}$ меньше, чем опорное напряжение $+ V_ {исх}$.

пример

Обратим форму выходной волны неинвертирующий компаратора, когда синусоидальный входной сигнал и опорное напряжение нуля вольт применяются к неинвертирующим и инвертирования терминалов на ОУ , соответственно.

Работа неинвертирующего компаратора объяснена ниже —

• Во время положительного полупериода синусоидального входного сигнала напряжение, присутствующее на неинвертирующей клемме операционного усилителя, больше нуля вольт. Следовательно, выходное значение неинвертирующего компаратора будет равно $+ V_ {sat}$ в течение положительного полупериода синусоидального входного сигнала.

• Аналогично, во время отрицательного полупериода синусоидального входного сигнала напряжение, присутствующее на неинвертирующем выводе операционного усилителя, меньше нуля вольт. Следовательно, выходное значение неинвертирующего компаратора будет равно $-V_ {sat}$ во время отрицательного полупериода синусоидального входного сигнала.

Во время положительного полупериода синусоидального входного сигнала напряжение, присутствующее на неинвертирующей клемме операционного усилителя, больше нуля вольт. Следовательно, выходное значение неинвертирующего компаратора будет равно $+ V_ {sat}$ в течение положительного полупериода синусоидального входного сигнала.

Аналогично, во время отрицательного полупериода синусоидального входного сигнала напряжение, присутствующее на неинвертирующем выводе операционного усилителя, меньше нуля вольт. Следовательно, выходное значение неинвертирующего компаратора будет равно $-V_ {sat}$ во время отрицательного полупериода синусоидального входного сигнала.

На приведенном ниже рисунке показаны входные и выходные формы волны неинвертирующий компаратора, когда опорное напряжение равно нулю вольт.

Из рисунка, показанного выше, мы можем заметить, что выходные переходы либо из $+ V_ {sat}$ в $-V_ {sat}$, либо из $-V_ {sat}$ в $+ V_ {sat}$ всякий раз, когда синусоидальный входной сигнал пересекает ноль вольт. Это означает, что выход меняет свое значение, когда вход пересекает ноль вольт. Следовательно, вышеупомянутая схема также называется неинвертирующим детектором пересечения нуля .