Принцип на работа на аналогниот компаратор и неговата практична применување

Принцип на работа и практични применувања на аналозни компаратори

Аналозниот компаратор е основен електронски компонент користен за споредба на две входни напони и испорака на соодветен резултат. Има широк опсег на применувања во различни електронски системи. Погоре е детално објаснување на принципот на работа и практичните применувања на аналозните компаратори.

Принцип на работа

Основна структура:

• Аналозниот компаратор типички се состои од диференцијален усилувач со две входни крајници: позитивна входна крајница (неинвертираща вход, +) и негативна входна крајница (инвертираща вход, -).

• Излезната крајница обично пружа бинарен сигнал кој индицира односот помеѓу двата входни напона.

Функционирање:

• Кога напонот на позитивната входна крајница (V+ ) е повисок од напонот на негативната входна крајница (V−), излезот на компараторот е висок (обично напонот на храната VCC).

• Кога напонот на позитивната входна крајница (V+ ) е помал од напонот на негативната входна крајница (V−), излезот на компараторот е низок (обично маса GND).

Математички, ова може да се изрази како:

Хистереза:

За да се предотврати брзо превклучување на излезот на компараторот кога входните напони се блиски до прагот, може да се воведе хистереза. Хистерезата се постигнува со додавање на отпори во позитивна повратна врска, што создава мала област на напони за превклучување на излезот, темелјено подобрувајќи ја стабилноста на системот.

Практични применувања

• Детекција на нулта пресечна точка:Компараторите можат да се користат за детекција на нулта пресечна точка на AC сигнал. На пример, во системи за управување со напон, компараторот може да ги следи нултите пресечни точки на AC напонот за синхронизација на функционирањето на други циркуити.

• Мониторинг на напон:Компараторите можат да се користат за мониторинг дали напонот на храната надминува или пада под одреден праг. На пример, во системи за управување со батерија, компараторот може да детектира дали напонот на батеријата е премногу ниско, активирајќи аларма или исключувајќи системот.

• Обработка на сигнали:Компараторите можат да конвертираат бавно варирачки аналозни сигнали во квадратни таласни сигнали. На пример, во комуникациски системи, компараторот може да конвертира аналозен сигнал во дигитален сигнал за дополнителна обработка.

• Широчина на импулс (PWM):Во PWM контролни циркуити, компараторите можат да споредат фиксиран референтен напон со пилаобразен талас за генерирање на PWM сигнал со регулираем долежност. Овој сигнал често се користи во контрола на мотори, регулирање на осветлување и преобразувачи на напон.

• Мониторинг на температура:Компараторите можат да се користат во циркуити за мониторинг на температура. На пример, отпорот на термисторот се менува со температурата, и компараторот може да конвертира оваа промена во превклучувачки сигнал за контрола на нагревачи или хладилници.

• Оптичка детекција:Компараторите можат да се користат во оптички детекторски циркуити. На пример, излезниот строј на фотодиодата варира со интензитетот на светлината, и компараторот може да конвертира оваа варијација во превклучувачки сигнал за автоматско управување со осветлувањето или системи за безбедност.