Radni princip analognog komparatora i njegova praktična primena

Princip rada i praktične primene analognih komparатора

Analogni komparator je osnovni elektronski komponent koji se koristi za poređenje dve ulazne napona i izlaz odgovarajući rezultat. Ima širok spektar primena u različitim elektronskim sistemima. Ispod sledi detaljno objašnjenje principa rada i praktičnih primena analognih komparatora.

Princip rada

Osnovna struktura:

• Analogni komparator tipično sastoji se od diferencijalnog pojačavača sa dva ulazna terminala: pozitivni ulazni terminal (nenegativni ulaz, +) i negativni ulazni terminal (inverzni ulaz, -).

• Izlazni terminal obično pruža binarni signal koji ukazuje na odnos između dva ulazna naponska nivoa.

Funkcionisanje:

• Kada je napon na pozitivnom ulaznom terminalu (V+ ) veći od napona na negativnom ulaznom terminalu (V−), izlaz komparatora je visok (obično napajanje VCC).

• Kada je napon na pozitivnom ulaznom terminalu (V+ ) niži od napona na negativnom ulaznom terminalu (V−), izlaz komparatora je nizak (obično masa GND).

Matematički, ovo se može izraziti kao:

Histerija:

Da bi se sprečilo brzo prebacivanje izlaza komparatora kada su ulazni naponi blizu pragova, može se uneti histerija. Histerija se postiže dodavanjem otpornika u pozitivnu povratnu spetu, stvarajući mali opseg napona za prebacivanje izlaza, time unapređujući stabilnost sistema.

Praktične primene

• Detekcija prelaska kroz nulu:Komparatori mogu se koristiti za detekciju tačaka prelaska kroz nulu AC signala. Na primer, u sklopovima upravljanja snagom, komparator može pratiti tačke prelaska kroz nulu AC snabdijevanja kako bi sinhronizovao rad drugih sklopova.

• Praćenje napona:Komparatori mogu se koristiti za praćenje da li napon snabdijevanja prelazi ili pada ispod određenog praga. Na primer, u sistemima upravljanja baterijama, komparator može detektovati da li je napon baterije prenizak, aktivirajući alarm ili isključujući sistem.

• Uslovljavanje signala:Komparatori mogu pretvoriti spor menjajuće analogni signale u kvadratne talase. Na primer, u komunikacionim sistemima, komparator može pretvoriti analogni signal u digitalni signal za dalju obradu.

• Modulacija širine impulsa (PWM):U sklopovima upravljanja PWM, komparatori mogu porediti fiksni referentni napon sa zubastim talasom kako bi generisali PWM signal sa podešivim faktorom punjenja. Ovaj signal se često koristi u upravljanju motorima, dimiranju LED dioda i pretvaračima snage.

• Praćenje temperature:Komparatori mogu se koristiti u sklopovima praćenja temperature. Na primer, otpor termistora se menja sa temperaturom, a komparator može pretvoriti ovu promenu u signal prekidača za upravljanje grejačima ili hladnjacima.

• Optička detekcija:Komparatori mogu se koristiti u optičkim sklopovima detekcije. Na primer, izlazni struja fotodioda varira sa intenzitetom svetlosti, a komparator može pretvoriti ovu varijaciju u signal prekidača za automatizovano upravljanje svetlom ili sisteme bezbednosti.