Radni princip analognog usporednika i njegova praktična primjena

Radni princip i praktične primjene analognih komparатора

Analogni komparator je osnovni elektronički sastojak koji se koristi za usporedbu dviju ulaznih napona i isporuku odgovarajućeg rezultata. Ima širok spektar primjena u različitim elektroničkim sustavima. U nastavku slijedi detaljno objašnjenje radnog principa i praktičnih primjena analognih komparatora.

Radni princip

Osnovna struktura:

• Analogni komparator obično sastoji se od diferencijalnog pojačala s dvije ulazne borne: pozitivna ulazna borna (neinverzna ulazna, +) i negativna ulazna borna (inverzna ulazna, -).

• Izlazna borna obično pruža binarni signal koji označava odnos između dva ulazna napon.

Funkcija:

• Kada je napon na pozitivnoj ulaznoj borni (V+ ) veći od napona na negativnoj ulaznoj borni (V−), izlaz komparatora je visok (obično napajajući napon VCC).

• Kada je napon na pozitivnoj ulaznoj borni (V+ ) manji od napona na negativnoj ulaznoj borni (V−), izlaz komparatora je nizak (obično zemlja GND).

Matematički, to se može izraziti kao:

Histerza:

Da bi se spriječilo brzo preklapanje izlaza komparatora kada su ulazni naponi blizu praga, može se uvesti histerza. Histerza se postiže dodavanjem otpornika u pozitivnu povratnu vezu, stvarajući mali opseg napona za preklapanje izlaza, time se unapređuje stabilnost sustava.

Praktične primjene

• Detekcija prolaska nulom:Komparatori se mogu koristiti za detekciju točaka prolaska nulom AC signala. Na primjer, u sustavima upravljanja snage, komparator može nadgledati točke prolaska nulom AC napajanja kako bi sinhronizirao rad drugih krugova.

• Nadzor napona:Komparatori se mogu koristiti za nadzor da li napajajući napon prelazi ili pada ispod određenog praga. Na primjer, u sustavima upravljanja baterijama, komparator može otkriti da li je napon baterije prenizak, pokrećući alarm ili gasi sustav.

• Oblikovanje signala:Komparatori mogu pretvoriti sporim variranjem analognih signala u kvadratne valove. Na primjer, u komunikacijskim sustavima, komparator može pretvoriti analogni signal u digitalni signal za daljnju obradu.

• Modulacija širine impulsa (PWM):U PWM kontrolnim krugovima, komparatori mogu uspoređivati fiksni referentni napon s zubasto-valnim oblikom kako bi generirali PWM signal s podešivim faktorom punjenja. Taj signal se često koristi u upravljanju motorima, dimiranju LED-a i pretvaračima snage.

• Nadzor temperature:Komparatori se mogu koristiti u krugovima nadzora temperature. Na primjer, otpor termistora mijenja se s temperaturom, a komparator može pretvoriti tu promjenu u prekidni signal za kontrolu grijanjih ili hlađenja.

• Optička detekcija:Komparatori se mogu koristiti u optičkim detekcijskim krugovima. Na primjer, izlazni struja fotodioda varira s intenzitetom svjetlosti, a komparator može pretvoriti tu varijaciju u prekidni signal za automatizirano upravljanje svjetlom ili sigurnosne sustave.