Электроника:Эксперименты/Аналоговые интегральные схемы/Компаратор напряжения

Материал из Онлайн справочника
Перейти к навигацииПерейти к поиску

Перевод: Макаров В. (valemak) Контакты:</br>* Habr: @vakemak</br>* Сайт: www.valemak.com</br>Перевёл статей: 648.
Проверка/Оформление/Редактирование: Мякишев Е.А.


Компаратор напряжения[1]

Оборудование и материалы

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

Цели эксперимента

Схематическая диаграмма

Рис. 1. Схематическая диаграмма: принципиальная схема компаратора напряжения.
Рис. 1. Схематическая диаграмма: принципиальная схема компаратора напряжения.

Иллюстрации

Рис. 2. Иллюстрация: компаратор напряжения.
Рис. 2. Иллюстрация: компаратор напряжения.

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:

Рис. 3. В компараторе напряжения пара вольтметров подключена к клеммам ОпУс.
Рис. 3. В компараторе напряжения пара вольтметров подключена к клеммам ОпУс.

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:

Рис. 4. Потенциометр задаёт предельное значение скорости ветра, светодиод загорается при превышении порогового значения.
Рис. 4. Потенциометр задаёт предельное значение скорости ветра, светодиод загорается при превышении порогового значения.

См.также

Внешние ссылки