Analog összehasonlító működési elve és annak gyakorlati alkalmazása

Analog Összehasonlítók Működési Elv és Gyakorlati Alkalmazásai

Az analog összehasonlító egy alapvető elektronikus alkotórész, amely két bemeneti feszültséget hasonlít össze, és megfelelő eredményt ad ki. Széles körben használják különböző elektronikus rendszerekben. A következő részben részletesen ismertetjük az analog összehasonlítók működési elvét és gyakorlati alkalmazásait.

Működési Elv

Alapvető Szerkezet:

• Egy analog összehasonlító általában egy differenciális erősítőből áll, amely két bemeneti csatolóval rendelkezik: a pozitív bemeneti csatoló (nem-inverz bemenet, +) és a negatív bemeneti csatoló (inverz bemenet, -).

• A kimeneti csatoló általában bináris jelet ad, amely a két bemeneti feszültség viszonyát jelzi.

Működés:

• Amikor a pozitív bemeneti csatolón (V+ ) lévő feszültség magasabb, mint a negatív bemeneti csatolón (V−) lévő feszültség, az összehasonlító kimenete magas (általában az ellátófeszültség VCC).

• Amikor a pozitív bemeneti csatolón (V+ ) lévő feszültség alacsonyabb, mint a negatív bemeneti csatolón (V−) lévő feszültség, az összehasonlító kimenete alacsony (általában a föld GND).

Matematikailag ez így fejezhető ki:

Hysteresis:

Az összehasonlító gyors kimeneti váltásának megelőzése érdekében, amikor a bemeneti feszültségek közel vannak a küszöbhöz, bevezethető a hysteresis. A hysteresis pozitív visszacsatolási hurokon keresztül hozható létre ellenállásokkal, ami kis feszültség tartományt hoz létre a kimeneti váltáshoz, így növelve a rendszer stabilitását.

Gyakorlati Alkalmazások

• Nullátmenet Érzékelése:Az összehasonlítókat AC jel nullátmenetének érzékelésére használhatjuk. Például a tápellátási körökben egy összehasonlító figyelheti az AC tápellátás nullátmeneteit, hogy szinkronizálja más körök működését.

• Feszültségfigyelés:Az összehasonlítókat használhatjuk arra, hogy figyeljük, hogy egy ellátófeszültség meghalad-e vagy esik-e alá egy bizonyos küszöbfeszültséget. Például a batériakezelő rendszerekben egy összehasonlító észlelheti, ha a batériafeszültség túl alacsony, és riasztást generál vagy leállítja a rendszert.

• Jelkezelés:Az összehasonlítók lassan változó analóg jeleket négyzetjelekbe alakíthatnak. Például a kommunikációs rendszerekben egy összehasonlító analóg jelet digitális jellé alakíthat további feldolgozásra.

• Impulzusszélesség Moduláció (PWM):A PWM irányítási körökben az összehasonlítók fix referenciafeszültséget hasonlíthatnak össze egy fogaskorong jellegű hullámformával, hogy adjanak egy PWM jelet állítható impulzusszélességgel. Ez a jel gyakran használatos motorirányításban, LED dimmingben és energiaátalakítókban.

• Hőmérsékletfigyelés:Az összehasonlítókat hőmérsékletfigyelő körökben használhatjuk. Például egy termistor ellenállása a hőmérséklettel változik, és egy összehasonlító ezt a változást kapcsolójelekbe alakíthatja, hogy vezérlegen fűtő- vagy hűtőrendszereket.

• Optikai Érzékelés:Az összehasonlítókat optikai érzékelő körökben használhatjuk. Például egy fotodiod kimeneti áramának intenzitása a fényintenzitással változik, és egy összehasonlító ezt a változást kapcsolójelekbe alakíthatja automatikus felvilágítási vagy biztonsági rendszerekhez.