Analogu salīdzinātāja darbības princips un tā praktiskā pielietojuma

Analogu salīdzinātāju darbības princips un praktiskās lietojumprogrammas

Analogu salīdzinātājs ir pamatēlektrotehniskais komponents, kas tiek izmantots divu ievades spriegumu salīdzināšanai un atbilstoša rezultāta izvadei. Tā lietojuma joma ir ļoti plaša dažādos elektronikas sistēmās. Zemāk ir sniegts detalizēts paskaidrojums par analogu salīdzinātāju darbības principu un praktisko lietojumu.

Darbības princips

Pamata struktūra:

• Parasti analogu salīdzinātājs sastāv no diferenciālā pastiprinātāja ar diviem ievades kontaktpunktiem: pozitīvo ievades kontaktpunktu (neinversijas ievade, +) un negatīvo ievades kontaktpunktu (inversijas ievade, -).

• Izvades kontaktpunkts parasti nodrošina bināro signālu, kas norāda uz abu ievades spriegumu attiecību.

Darbība:

• Ja pozitīvajā ievades kontaktpunktā (V+ ) ir augstāks spriegums nekā negatīvajā ievades kontaktpunktā (V−), tad salīdzinātāja izvade ir augsta (parasti piegādes spriegums VCC).

• Ja pozitīvajā ievades kontaktpunktā (V+ ) ir zemāks spriegums nekā negatīvajā ievades kontaktpunktā (V−), tad salīdzinātāja izvade ir zema (parasti masas punkts GND).

Matemātiski tas var tikt izteikts kā:

Histerēze:

Lai novērstu salīdzinātāja izvades ātru maiņu, kad ievades spriegumi ir tuvu sliekšņa vērtībai, var ieviest histerēzi. Histerēze tiek sasniegta, pievienojot rezistorus pozitīvā atgriezenē, veidojot mazu sprieguma diapazonu izvades maiņai, tādējādi palielinot sistēmas stabilitāti.

Praktiskās lietojumprogrammas

• Nulles punktu detektors:Salīdzinātāji var tikt izmantoti AC signāla nulles punktu uztveršanai. Piemēram, enerģijas pārvaldības shēmās salīdzinātājs var monitorēt AC enerģijas avota nulles punktus, lai sinhronizētu citu shēmu darbību.

• Sprieguma monitorings:Salīdzinātāji var tikt izmantoti, lai nodrošinātu, vai piegādes spriegums nepārsniedz noteikto sliekšņa vērtību. Piemēram, akumulatoru pārvaldības sistēmās salīdzinātājs var uztvert, ja akumulatora spriegums ir pārāk zems, aktivizējot trauksmi vai izslēdzot sistēmu.

• Signāla apstrāde:Salīdzinātāji var pārvērst lēni mainīgos analoģsignālus kvadrātveida signālos. Piemēram, sakaru sistēmās salīdzinātājs var pārvērst analoģsignālu digitālā signālā, lai to turpmāk apstrādātu.

• Impulsu platumas modulācija (PWM):PWM kontrolējošajās shēmās salīdzinātāji var salīdzināt fiksētu referenčspriegumu ar segādu signālu, lai ģenerētu PWM signālu ar pielāgotu impulsa platumu. Šis signāls tiek bieži izmantots dzinēju kontrolē, LED samazināšanā un enerģijas pārveidotājos.

• Temperatūras monitorings:Salīdzinātāji var tikt izmantoti temperatūras monitoringshēmās. Piemēram, termistora pretestība mainās atkarībā no temperatūras, un salīdzinātājs var šo mainību pārvērst uz pārslēguma signālu, lai kontrolētu sildītājus vai dzesētājus.

• Optisks detektori:Salīdzinātāji var tikt izmantoti optiskajās detektāru shēmās. Piemēram, fotodioda izvades strāva mainās atkarībā no gaismas intensitātes, un salīdzinātājs var šo mainību pārvērst uz pārslēguma signālu automatiskās apgaismojuma kontrolē vai drošības sistēmās.