Электроника:Эксперименты/Аналоговые интегральные схемы/Компаратор напряжения: различия между версиями
Valemak (обсуждение | вклад) (Новая страница: «{{Панель управления/Электроника}} {{Перевод от valemak}} {{Myagkij-редактор}} =Компаратор напряжения<ref>[https://www.allaboutcircuits.com/textbook/experiments/chpt-6/voltage-comparator/ www.allaboutcircuits.com - Voltage Comparator]</ref>= == Оборудование и материалы == *Операционный усилитель, рекомендуемая модель 1458 или 353...») |
Myagkij (обсуждение | вклад) Нет описания правки |
||
| Строка 7: | Строка 7: | ||
== Оборудование и материалы == | == Оборудование и материалы == | ||
*Операционный усилитель, рекомендуемая модель 1458 или 353 (каталог Radio Shack №№ 276-038 и 900-6298 соответственно) | *[[Операционный усилитель]], рекомендуемая модель 1458 или 353 (каталог Radio Shack №№ 276-038 и 900-6298 соответственно) | ||
*Три батарейки по 6 вольт | *Три батарейки по 6 вольт | ||
*Два | *Два [[потенциометр]]а 10 кОм, линейный конус (каталог Radio Shack №271-1715) | ||
*Один светодиод (каталог Radio Shack №276-026 или аналог) | *Один [[светодиод]] (каталог Radio Shack №276-026 или аналог) | ||
*Один резистор 330 Ом | *Один [[резистор]] 330 Ом | ||
*Один резистор 470 Ом | *Один [[резистор]] 470 Ом | ||
Для этого эксперимента требуется только один операционный усилитель. Обе модели 1458 и 353 представляют собой «''двойные''» операционные усилители. Две полноценные схемы усилителя размещены в общем 8-контактном DIP-корпусе. | Для этого эксперимента требуется только один [[операционный усилитель]]. Обе модели 1458 и 353 представляют собой «''двойные''» [[операционные усилители]]. Две полноценные [[схемы усилителя]] размещены в общем [[8-контактном DIP-корпусе]]. | ||
Я рекомендую вам приобретать и использовать «двойные» операционные усилители вместо «одинарных», даже если для проекта требуется только один, потому что они более универсальны (один и тот же блок операционного усилителя может работать как в проектах, требующих только одного усилителя, так и в требующих двух). В интересах покупки и хранения наименьшего количества | Я рекомендую вам приобретать и использовать «двойные» [[операционные усилители]] вместо «одинарных», даже если для проекта требуется только один, потому что они более универсальны (один и тот же блок [[операционного усилителя]] может работать как в проектах, требующих только одного усилителя, так и в требующих двух). В интересах покупки и хранения наименьшего количества [[компонент]]ов для вашей домашней лаборатории это имеет смысл. | ||
== Ссылки по теме == | == Ссылки по теме == | ||
| Строка 24: | Строка 24: | ||
== Цели эксперимента == | == Цели эксперимента == | ||
*Проиллюстрировать, как использовать операционный усилитель в качестве | *Проиллюстрировать, как использовать [[операционный усилитель]] в качестве [[компаратор]]а | ||
== Схематическая диаграмма == | == Схематическая диаграмма == | ||
| Строка 36: | Строка 36: | ||
== Ход эксперимента == | == Ход эксперимента == | ||
Схема компаратора сравнивает два сигнала напряжения и определяет, какой из них больше. Результат этого сравнения указывается выходным напряжением: если выход операционного усилителя насыщается в положительном направлении, неинвертирующий вход {{Цвет текста|red|«+»}} имеет большее (более положительное) напряжение, чем инвертирующий вход {{Цвет текста|blue|«-»}}, все напряжения измеряется относительно «земли». Если напряжение операционного усилителя близко к отрицательному напряжению питания (в данном случае 0 вольт или потенциал «земли»), сие значит, что на инвертирующий вход {{Цвет текста|blue|«-»}} подаётся большее напряжение, чем на неинвертирующий вход {{Цвет текста|red|«+»}}. | Схема компаратора сравнивает два сигнала напряжения и определяет, какой из них больше. Результат этого сравнения указывается выходным напряжением: если выход [[операционного усилителя]] насыщается в положительном направлении, неинвертирующий вход {{Цвет текста|red|'''«+»'''}} имеет большее (более положительное) напряжение, чем инвертирующий вход {{Цвет текста|blue|'''«-»'''}}, все напряжения измеряется относительно «земли». Если напряжение [[операционного усилителя]] близко к отрицательному напряжению питания (в данном случае 0 вольт или потенциал «земли»), сие значит, что на инвертирующий вход {{Цвет текста|blue|'''«-»'''}} подаётся большее напряжение, чем на неинвертирующий вход {{Цвет текста|red|'''«+»'''}}. | ||
Это поведение гораздо проще понять, экспериментируя со схемой | Это поведение гораздо проще понять, экспериментируя со схемой [[компаратор]]а, чем читая чьё-то словесное описание опыта. В этом эксперименте два [[потенциометр]]а подают переменные напряжения, которые [[операционный усилитель]] сравнивает. Состояние выхода [[операционного усилителя]] отображается визуально с помощью [[светодиод]]а. Регулируя два [[потенциометр]]а и наблюдая за [[светодиод]]ом, можно легко понять функцию схемы [[компаратор]]а. | ||
Для лучшего понимания работы этой схемы вы можете подключить пару | Для лучшего понимания работы этой схемы вы можете подключить пару [[вольтметр]]ов к входным клеммам [[операционного усилителя]] (оба [[вольтметр]]а относятся к «земле»), чтобы оба входных напряжения можно было численно сравнить друг с другом, эти показания [[счётчик]]а сравниваются с показаниями состояния [[светодиод]]а: | ||
[[File:VI-6_2_3.png|400px|center|thumb|'''Рис. 3.''' В компараторе напряжения пара вольтметров подключена к клеммам ОпУс.|alt=Рис. 3. В компараторе напряжения пара вольтметров подключена к клеммам ОпУс.]] | [[File:VI-6_2_3.png|400px|center|thumb|'''Рис. 3.''' В компараторе напряжения пара вольтметров подключена к клеммам ОпУс.|alt=Рис. 3. В компараторе напряжения пара вольтметров подключена к клеммам ОпУс.]] | ||
Схемы | Схемы [[компаратор]]ов широко используются для сравнения физических измерений при условии, что эти физические переменные могут быть преобразованы в сигналы напряжения. Например, если к колесу [[анемометр]]а прикрепить небольшой генератор для выработки напряжения, пропорционального скорости ветра, этот сигнал скорости ветра можно будет сравнить с «заданным» напряжением и сравнить с помощью [[операционного усилителя]] для подачи сигнала тревоги при угрожающе высокой скорости ветра: | ||
[[File:VI-6_2_4.png|400px|center|thumb|'''Рис. 4.''' Потенциометр задаёт предельное значение скорости ветра, светодиод загорается при превышении порогового значения.|alt=Рис. 4. Потенциометр задаёт предельное значение скорости ветра, светодиод загорается при превышении порогового значения.]] | [[File:VI-6_2_4.png|400px|center|thumb|'''Рис. 4.''' Потенциометр задаёт предельное значение скорости ветра, светодиод загорается при превышении порогового значения.|alt=Рис. 4. Потенциометр задаёт предельное значение скорости ветра, светодиод загорается при превышении порогового значения.]] | ||
Версия от 10:04, 19 июня 2022
Компаратор напряжения[1]
Оборудование и материалы
- Операционный усилитель, рекомендуемая модель 1458 или 353 (каталог Radio Shack №№ 276-038 и 900-6298 соответственно)
- Три батарейки по 6 вольт
- Два потенциометра 10 кОм, линейный конус (каталог Radio Shack №271-1715)
- Один светодиод (каталог Radio Shack №276-026 или аналог)
- Один резистор 330 Ом
- Один резистор 470 Ом
Для этого эксперимента требуется только один операционный усилитель. Обе модели 1458 и 353 представляют собой «двойные» операционные усилители. Две полноценные схемы усилителя размещены в общем 8-контактном DIP-корпусе.
Я рекомендую вам приобретать и использовать «двойные» операционные усилители вместо «одинарных», даже если для проекта требуется только один, потому что они более универсальны (один и тот же блок операционного усилителя может работать как в проектах, требующих только одного усилителя, так и в требующих двух). В интересах покупки и хранения наименьшего количества компонентов для вашей домашней лаборатории это имеет смысл.
Ссылки по теме
- «Уроки по электрическим цепям», том III «Полупроводники», глава 8: «Операционные усилители»
Цели эксперимента
- Проиллюстрировать, как использовать операционный усилитель в качестве компаратора
Схематическая диаграмма
Иллюстрации
Ход эксперимента
Схема компаратора сравнивает два сигнала напряжения и определяет, какой из них больше. Результат этого сравнения указывается выходным напряжением: если выход операционного усилителя насыщается в положительном направлении, неинвертирующий вход «+» имеет большее (более положительное) напряжение, чем инвертирующий вход «-», все напряжения измеряется относительно «земли». Если напряжение операционного усилителя близко к отрицательному напряжению питания (в данном случае 0 вольт или потенциал «земли»), сие значит, что на инвертирующий вход «-» подаётся большее напряжение, чем на неинвертирующий вход «+».
Это поведение гораздо проще понять, экспериментируя со схемой компаратора, чем читая чьё-то словесное описание опыта. В этом эксперименте два потенциометра подают переменные напряжения, которые операционный усилитель сравнивает. Состояние выхода операционного усилителя отображается визуально с помощью светодиода. Регулируя два потенциометра и наблюдая за светодиодом, можно легко понять функцию схемы компаратора.
Для лучшего понимания работы этой схемы вы можете подключить пару вольтметров к входным клеммам операционного усилителя (оба вольтметра относятся к «земле»), чтобы оба входных напряжения можно было численно сравнить друг с другом, эти показания счётчика сравниваются с показаниями состояния светодиода:
Схемы компараторов широко используются для сравнения физических измерений при условии, что эти физические переменные могут быть преобразованы в сигналы напряжения. Например, если к колесу анемометра прикрепить небольшой генератор для выработки напряжения, пропорционального скорости ветра, этот сигнал скорости ветра можно будет сравнить с «заданным» напряжением и сравнить с помощью операционного усилителя для подачи сигнала тревоги при угрожающе высокой скорости ветра:
См.также
Внешние ссылки
