Что такое компаратор и как он работает. Какие бывают виды компараторов. Для чего используются компараторы в электронике и измерительной технике. Какие основные характеристики имеют компараторы.
Что такое компаратор
Компаратор (от лат. comparare — «сравнивать») — это устройство, предназначенное для сравнения двух сигналов или величин. В электронике компаратор представляет собой схему, которая сравнивает два входных напряжения или тока и выдает дискретный выходной сигнал, показывающий, какой из входных сигналов больше.
Основные свойства компараторов:
- Имеют два аналоговых входа для подачи сравниваемых сигналов
- Выход компаратора — двоичный цифровой сигнал (логический 0 или 1)
- Обладают высоким коэффициентом усиления
- Работают без обратной связи
- Могут сравнивать как напряжения, так и токи
Компараторы широко применяются в электронных схемах для определения момента перехода сигнала через заданный уровень, преобразования аналоговых сигналов в цифровую форму, формирования импульсов и во многих других задачах.
Принцип работы компаратора
Принцип работы компаратора основан на сравнении двух входных сигналов:
- На один вход (обычно обозначается V+ или V1) подается измеряемый сигнал
- На второй вход (V- или V2) подается опорный сигнал или напряжение
- Компаратор сравнивает эти два сигнала
- Если V1 > V2, на выходе формируется высокий уровень (логическая 1)
- Если V1 < V2, на выходе формируется низкий уровень (логический 0)
Таким образом, выходной сигнал компаратора показывает, какой из входных сигналов больше в данный момент времени. При равенстве входных сигналов состояние выхода может быть неопределенным.
Математически работу идеального компаратора можно описать следующим выражением:
Vout = 1, если V+ >
V-Vout = 0, если V+ < V-
где Vout — выходное напряжение компаратора, V+ и V- — напряжения на неинвертирующем и инвертирующем входах соответственно.
Основные характеристики компараторов
Ключевыми параметрами, характеризующими работу компараторов, являются:
1. Напряжение смещения
Это напряжение, которое необходимо подать между входами компаратора, чтобы выходной сигнал был равен нулю. Идеальный компаратор имеет нулевое напряжение смещения. У реальных компараторов оно обычно составляет единицы-десятки милливольт.
2. Входной ток смещения
Небольшой ток, протекающий через входы компаратора. Чем меньше этот ток, тем точнее работа компаратора. Типичные значения — от единиц до сотен наноампер.
3. Коэффициент усиления
Показывает, во сколько раз изменится выходное напряжение при изменении разности входных напряжений на 1 В. У современных компараторов может достигать 106 и более.
4. Время задержки распространения
Интервал времени между моментом изменения входного сигнала и соответствующим изменением выходного сигнала. Обычно составляет единицы-десятки наносекунд.
5. Напряжение гистерезиса
Разность между пороговыми уровнями срабатывания компаратора при увеличении и уменьшении входного сигнала. Гистерезис помогает устранить дребезг выходного сигнала.
6. Размах выходного напряжения
Максимальный диапазон изменения выходного напряжения компаратора. Обычно близок к напряжению питания.
Типы компараторов
Существует несколько основных типов компараторов в зависимости от принципа действия и области применения:
1. Аналоговые компараторы
Классический тип компараторов, сравнивающий два аналоговых сигнала. Выполняется в виде интегральных микросхем. Примеры: LM311, LM339.
2. Цифровые компараторы
Сравнивают цифровые коды. Используются в цифровых системах для определения равенства или неравенства чисел. Пример: микросхема 74HC85.
3. Компараторы на операционных усилителях
Простейший вариант компаратора можно реализовать на базе операционного усилителя без обратной связи. Обладает высокой чувствительностью.
4. Компараторы с гистерезисом
Имеют встроенную положительную обратную связь, создающую гистерезис. Это позволяет устранить дребезг выходного сигнала при медленно меняющихся входных сигналах.
5. Быстродействующие компараторы
Оптимизированы для работы на высоких частотах. Имеют малое время задержки распространения (единицы наносекунд). Пример: AD8561.
6. Компараторы с открытым коллектором
Имеют на выходе транзистор с открытым коллектором. Это позволяет подключать различные нагрузки и формировать выходной сигнал заданного уровня.
Применение компараторов
Компараторы находят широкое применение в различных областях электроники и измерительной техники:
1. Аналого-цифровые преобразователи
Компараторы — ключевой элемент многих типов АЦП, например параллельных и последовательных АЦП. Они сравнивают входной сигнал с опорными уровнями.
2. Детекторы уровня
Компараторы используются для определения момента, когда сигнал превышает заданный пороговый уровень. Это применяется в различных системах сигнализации и защиты.
3. Формирователи импульсов
На основе компараторов строятся схемы для преобразования синусоидальных и других сигналов в прямоугольные импульсы.
4. Схемы выборки-хранения
Компараторы применяются в схемах выборки-хранения для определения момента выборки аналогового сигнала.
5. Измерительные приборы
Компараторы широко используются в цифровых вольтметрах, частотомерах и других измерительных приборах.
6. Генераторы
На основе компараторов строятся генераторы прямоугольных импульсов, треугольных сигналов и других форм колебаний.
7. Устройства защиты
Компараторы применяются в схемах защиты от перенапряжения, перегрузки по току и других аварийных ситуаций.
8. Интерфейсы передачи данных
Компараторы используются в приемниках цифровых интерфейсов для восстановления формы сигнала.
Реализация компараторов
Компараторы могут быть реализованы различными способами:
1. Интегральные микросхемы
Наиболее распространенный вариант — специализированные микросхемы компараторов. Примеры: LM311, LM339, LM393. Они содержат один или несколько компараторов в одном корпусе.
2. На основе операционных усилителей
Простейший компаратор можно сделать из операционного усилителя, используя его без обратной связи. Такое решение подходит для некритичных применений.
3. Дискретные компоненты
Компаратор можно собрать на дискретных транзисторах и резисторах. Это дает большую гибкость, но требует больше компонентов.
4. Программная реализация
В цифровых системах функцию компаратора можно реализовать программно, сравнивая числовые значения.
Особенности применения компараторов
1. Шумы и помехи
Компараторы чувствительны к шумам и помехам во входном сигнале. Это может вызывать ложные срабатывания. Для борьбы с этим применяют фильтрацию и гистерезис.
2. Гистерезис
Добавление гистерезиса помогает устранить дребезг выходного сигнала при медленно меняющихся входных сигналах. Гистерезис реализуется с помощью положительной обратной связи.
3. Скорость нарастания выходного сигнала
У реальных компараторов выходной сигнал меняется не мгновенно. Это может быть критично в высокоскоростных приложениях.
4. Насыщение
При большой разнице входных сигналов компаратор может входить в насыщение, что увеличивает время восстановления.
5. Защита входов
Входы компаратора нужно защищать от перенапряжений, которые могут вывести его из строя.
Заключение
Компараторы — это важный и широко используемый элемент современной электроники. Они позволяют решать задачи сравнения сигналов, детектирования уровней, формирования импульсов и многие другие. Понимание принципов работы и особенностей применения компараторов необходимо для разработки различных электронных устройств.
Ключевые моменты о компараторах:
- Сравнивают два входных сигнала и выдают двоичный выходной сигнал
- Имеют высокий коэффициент усиления и работают без обратной связи
- Основные параметры: напряжение смещения, входной ток, время задержки, гистерезис
- Бывают аналоговые, цифровые, быстродействующие и другие типы
- Широко применяются в АЦП, детекторах уровня, формирователях импульсов
- Реализуются в виде интегральных микросхем или на дискретных компонентах
- Требуют учета особенностей применения — шумов, гистерезиса, насыщения
Компараторы остаются одним из базовых элементов аналоговой и цифровой электроники, позволяющим решать широкий спектр задач обработки и преобразования сигналов.
Компаратор принцип работы
Компаратор – это устройство, предназначенное для сравнения каких-либо величин (от лат. comparare – «сравнивать»). Является операционным усилителем с большим коэффициентом умножения. Имеет входы: прямой и инверсный. При необходимости опорный сигнал может быть подключен к любому из них.
- Как работает компаратор?
- Применение компаратора
- Принцип действия аналогового компаратора
- Особенности цифрового компаратора
- Компаратор-микросхема
- Компаратор на операционном усилителе
- Пример практического применения компаратора
- Компараторы массы: понятие
- Типы компараторов
Как работает компаратор?
На один из входов подается постоянный сигнал, который называется опорным. Он используется как образец для сравнения. Ко второму поступает испытуемый сигнал. На выходе стоит транзистор, меняющий свое состояние в зависимости от условий:
- Напряжение прямого входа выше инверсного – транзистор открыт.
- Напряжение инверсного входа выше прямого – закрыт.
Соответственно, выходное напряжение меняется скачком от минимума до максимума, или наоборот.
Применение компаратора
Используются в схемах измерения электрических сигналов и в аналогово-цифровых преобразователях. В логических цепях работают элементы «или» и «не», также являющиеся компараторами. Соответственно, использование этого компонента не ограничивается конкретными примерами, поскольку он применяется повсеместно.
Стоит отметить, что устройство сравнения можно сделать из любого операционного усилителя, но не наоборот. Коэффициент усиления компаратора достаточно высок. Соответственно, его входы очень чувствительны к разнице напряжений между ними. Расхождение в несколько милливольт значительно изменяет напряжение выхода.
Таким образом, компаратор позволяет наблюдать минимальные колебания уровней входных напряжений. Это делает его незаменимым элементом схем сравнения и измерительных приборов высокой точности:
- индикаторы уровня входящего сигнала;
- металлоискатели;
- микро- и милливольтметры;
- детекторы электромагнитных излучений;
- лабораторные датчики;
- компараторы массы;
- газоанализаторы.
Принцип действия аналогового компаратора
Аналоговый компаратор сравнивает непрерывные сигналы – входной измеряемый и входной опорный. При медленном изменении входного сигнала, происходит многократное переключение компаратора за малый отрезок времени. Такое явление называют «электронным дребезгом». Его наличие значительно снижает эффективность сравнения. Поскольку часто повторяющиеся смены состояния выхода, вводят оконечный транзистор в состояние насыщения.
Для уменьшения эффекта «электронного дребезга», в схему вводят ПОС – положительную обратную связь. Она обеспечивает гистерезис – небольшую разницу между уровнем напряжения включения и отключения. Некоторые компараторы имеют встроенную ПОС, что уменьшает количество дополнительных элементов построения конструкции.
Особенности цифрового компаратора
Цифровой компаратор – это однобитный аналогово-цифровой преобразователь. Напряжение выхода представляет либо логический «0», либо «1». На вход может быть подан как аналоговый, так и цифровой сигнал.
Устройство используется в качестве формирователя импульсов для сопряжения схем датчиков и устройств отображения. Может применяться для анализа спектра звукового или светового сигнала. Компаратор – это также логические элементы «или» и «не», используемые в вычислительной технике.
Теоретически при незначительно малых колебаниях уровня входного сигнала, может возникать состояние неопределенности выхода. На практике равенство измеряемого и опорного напряжений не наступает. Поскольку компаратор имеет ограниченный коэффициент усиления или положительную обратную связь.
Компаратор-микросхема
Промышленность выпускает компараторы в виде интегральных схем. Их использование позволяет создавать компактные приборы, с минимумом навесных элементов. Также преимущество малогабаритных деталей в незначительной длине соединительных проводников. В условиях повышенного электромагнитного излучения они являются приемными антеннами для всевозможных электрических помех.
Компаратор на операционном усилителе
У компараторов есть немалое сходство с операционными усилителями:
- коэффициент усиления;
- входное сопротивление;
- значение входных токов;
- состояние насыщения.
Пример практического применения компаратора
На принципиальной схеме представлен датчик освещенности.
Опорное напряжение задается резисторами RV1 и R2. При этом, RV1 служит регулятором чувствительности конструкции. Индикация реализована на светодиоде D1. Датчиком является элемент LDR1, который меняет омическое сопротивление в зависимости от освещенности. Собственно компаратор представлен операционным усилителем LM324. Это простое устройство демонстрирует то, как работает компаратор на практике.
Компараторы массы: понятие
Компаратор массы это устройство, предназначенное для уточнения разности значений массы гирь при контроле стандартов массы и веса, а также, для прецизионного взвешивания. Наиболее точные компараторы массы способны взвесить любой образец и сравнить его с иным, подобным ему. Происходит это на уровне атомов. Необходимость в таких устройствах возникает по причине несовершенства эталонных образцов мер веса и объема жидкости.
Типы компараторов
– компаратор для сравнения разнополярных сигналов;
– компаратор для сравнения однополярных сигналов.
Понравилась статья? Расскажите друзьям: Оцените статью, для нас это очень важно:Проголосовавших: 20 чел.
Средний рейтинг: 4.1 из 5.
| |||||||||||||
| |||||||||||||
| |||||||||||||
org/ListItem»>Записная книжка инженера
..НПСИ-200-ГР1/ГР2 модули гальванической развязки токового сигнала (4…20) мА…НПСИ-200-ГР1.2 модуль разветвления 1 в 2 и гальванической развязки сигнала (4…20) мА…НПСИ-ДНТВ нормирующий преобразователь действующих значений напряжения и тока…НПСИ-ДНТН нормирующий преобразователь действующих значений напряжения и тока …НПСИ-200-ДН/ДТ нормирующие преобразователи действующих значений напряжения и тока…НПСИ-МС1 преобразователь мощности, напряжения, тока, коэффициента мощности…НПСИ-500-МС3 измерительный преобразователь параметров трёхфазной сети с RS-485 и USB …НПСИ-500-МС1 измерительный преобразователь параметров однофазной сети с RS-485 и USB …НПСИ-230-УНТ нормирующий измерительный преобразователь унифицированных сигналов с сигнализацией…НПСИ-ЧВ/ЧС нормирующие преобразователи частоты, периода, длительности сигналов, частоты сети…ПНТ-х-х нормирующий преобразователь сигналов термопар…ПСТ-х-х нормирующий преобразователь сигналов термосопротивленийБарьеры искрозащиты (барьеры искробезопасности).
..КА5003Ех барьеры искрозащиты, разветвители 1 в 2 сигналов термопар, термометров сопротивления и потенциометров, 1-канальные, USB, RS-485…КА5004Ех барьеры искрозащиты, сигналы термопар, термометров сопротивления и потенциометров, сигнализация, USB, RS-485…КА5011Ех барьеры искрозащиты (барьеры искробезопасности), приёмники аналогового сигнала (4…20) мА, 1-канальные, HART …КА5022Ех барьеры искрозащиты (барьеры искробезопасности), приёмники аналогового сигнала (4…20) мА, 2-канальные…КА5013Ех барьеры искрозащиты (барьеры искробезопасности), приемники-разветвители 1 в 2 аналогового сигнала (4…20) мА, 1-канальные, HART, шина питания …КА5031Ех барьеры искрозащиты (барьеры искробезопасности), приёмники аналогового сигнала (4…20) мА, 1-канальные, HART …КА5032Ех барьеры искрозащиты (барьеры искробезопасности), приёмники аналогового сигнала (4…20) мА, 2-канальные, HART …КА5131Ех барьеры искрозащиты (барьеры искробезопасности), передатчики аналогового сигнала (4…20) мА, 1-канальные, HART .
..КА5132Ех барьеры искрозащиты (барьеры искробезопасности), передатчики аналогового сигнала (4…20) мА, 2-канальные…КА5241Ех барьеры искрозащиты (барьеры искробезопасности), приёмники дискретных сигналов, 1-канальные…КА5242Ех барьеры искрозащиты (барьеры искробезопасности), приёмники дискретных сигналов, 2-канальные…КА5262Ех барьеры искрозащиты (барьеры искробезопасности), приёмники дискретных сигналов, 2-канальные…КА5232Ех барьеры искрозащиты (барьеры искробезопасности), приёмники дискретных сигналов, 2-канальные…КА5234Ех барьеры искрозащиты (барьеры искробезопасности), приёмники дискретных сигналов, 4-канальныеКонтроллеры, модули ввода-вывода…MDS AIO-4 Модули комбинированные ввода-вывода аналоговых и дискретных сигналов…MDS AI-8UI Модули ввода аналоговых сигналов тока и напряжения…MDS AI-8TC Модули ввода сигналов термопар, тока и напряжения…MDS AI-8TC/I Модули ввода сигналов термопар, тока и напряжения с индивидуальной изоляцией между входами…MDS AI-3RTD Модули ввода сигналов термосопротивлений и потенциометров.
..MDS AO-2UI Модули вывода сигналов тока и напряжения…MDS DIO-16BD Модули ввода-вывода дискретных сигналов…MDS DIO-4/4 Модули ввода-вывода дискретных сигналов …MDS DIO-12h4/4RA Модули ввода-вывода дискретных сигналов высоковольтные…MDS DIO-8H/4RA Модули ввода-вывода дискретных сигналов высоковольтные…MDS DI-8H Модули ввода дискретных сигналов высоковольтные…MDS DO-8RС Модули вывода дискретных сигналов …MDS DO-16RA4 Модули вывода дискретных сигналов …MDS IC-USB/485 преобразователь интерфейсов USB и RS-485…I-7561 конвертер USB в RS-232/422/485…I-7510 повторитель интерфейса RS-485/RS-485…I-7520 преобразователь интерфейса RS-485/RS-232Измерители-регуляторы технологические…МЕТАКОН-6305 многофункциональный ПИД-регулятор с таймером выдержки…МЕТАКОН-4525 многоканальный ПИД-регулятор…МЕТАКОН-1205 измеритель-регулятор, нормирующий преобразователь, контроллер, щитовой монтаж, RS-485…МЕТАКОН-1725 двухканальный измеритель-регулятор, нормирующий преобразователь, щитовой монтаж, RS-485.
..МЕТАКОН-1745 четырехканальный измеритель-регулятор, нормирующий преобразователь, щитовой монтаж, RS-485…МЕТАКОН-512/532/562 многоканальные измерители-регуляторы…Т-424 универсальный ПИД-регулятор…МЕТАКОН-515 быстродействующий универсальный ПИД-регулятор…МЕТАКОН-513/523/533 ПИД-регуляторы…МЕТАКОН-514 ПДД-регулятор…МЕТАКОН-613 программные ПИД-регуляторы…СТ-562-М источник тока для ПМТ-2, ПМТ-4Регистраторы видеографические…ИНТЕГРАФ-1100 видеографический безбумажный 4/8/12/16 канальный регистратор данных Блоки питания и коммутационные устройства…PSM-72-24 блок питания 24 В (3 А, 72 Вт)…PSM-36-24 блок питания 24 В (1,5 А, 36 Вт)…PSL низковольтные DC/DC–преобразователи на DIN-рейку 3 и 10 Вт…PSM/4R-36-24 блок питания и реле, 24 В (1,5 А, 36 Вт)…ФС-220 фильтр сетевой…БПР блок питания и реле…БКР блок коммутации реверсивный (пускатель бесконтактный реверсивный)…БР4 блок реле…PS3400.1 блок питания 24 В (40 А) …PS3200.1 блок питания 24 В (20 А)…PS3100.1 блок питания 24 В (10 А).
..PS3050.1 блок питания 24 В (5 А)…PS1200.1 блок питания 24 В (20 А)…PS1100.1 блок питания 24 В (10 А)…PS1050.1 блок питания 24 В (5 А)Программное обеспечение…SetMaker конфигуратор…… История версий…MDS Utility конфигуратор…RNet программное обеспечение…OPC-сервер для регулятров МЕТАКОН…OPC-сервер для MDS-модулей
е. от того, каким путем измеренный сигнал приближается к порогам.
Что такое компаратор | Типы компараторов
Важный момент
1Что такое компаратор?
Компаратор — это точный инструмент, который используется для сравнения размеров данного компонента заготовки с фактическим эталоном. Доступны различные типы сравнений.
Типы компараторовТакже прочтите: Что формируется | Виды формовки | Процесс формовки в производстве | Процессы обработки металлов давлением | Формовочные операции
В зависимости от метода увеличения компараторы классифицируются следующим образом:
- Механический компаратор
- Механико-оптический компаратор
- Герконовый компаратор
- Электрическо-электронный компаратор
- Пневматический компаратор
#1. Механический компараторТакже прочитайте: Что такое система зажигания от магнето | Как работает система зажигания | Как работает магнето | Что делает магнето | Система зажигания магнето
- Механический компаратор использует механические средства для получения увеличения, например, рычаги, зубчатые передачи и т. д.
- Его конструкция требует высокого мастерства и точности.
- Увеличение механического компаратора варьируется от 250 до 1000.
#2. Механическо-оптический компараторТакже прочтите: Что такое Болилер? | Типы котлов | Паровой котел | Как работает котел | Работа котла | Схема котлов | Как работает паровой котел
- В механических, оптических компараторах малые перемещения измерительного плунжера сначала усиливаются механической системой, состоящей из перфорированных рычагов.
- Усиленный механический механизм дополняется простой оптической системой, включающей проецирование изображения.
- Общая используемая схема такова, что механическая система заставляет рефлектор самолета наклоняться вокруг оси, а изображение индекса проецируется на шкалу на внутреннем экране из матового стекла.
- Оптическое увеличение обеспечивает высокий уровень точности измерения за счет отсутствия подвижных элементов и лучшей износостойкости.
#3. Герконовый компараторТакже прочтите: Разница между ортогональной и наклонной резкой | Ортогональная обработка
- Устройство, используемое для измерения линейного перемещения шпинделя с помощью язычкового механизма, известно как герконовый механический компаратор.
- Это устройство для увеличения низкой скорости шпинделя.
Детали конструкции:Читайте также: Что такое вагранка? | Конструкция вагранки । Строительство купола | Назначение купола | Принцип работы вагранки: | Преимущества вагранки | Недостатки вагранки | Применение вагранки
- Пластинчатый механизм представляет собой устройство без трения для увеличения низкой скорости вращения шпинделя.
- Состоит из неподвижного блока «А», жестко закрепленного на корпусе головки датчика.
- Плавающий блок «B» несет измерительную ось.
- Плавающий блок также горизонтально присоединен к блоку, определенному `C` .
- К каждому блоку прикреплен вертикальный язычок, в котором верхние концы соединены вместе.
- Эти вертикальные считывания обозначены буквой «D» на рис.
- К этому соединению прикреплен указатель.
#4. Электрическо-электронный компараторТакже прочтите: Что такое сигма-компаратор | Конструкция сигма-компаратора | Применение сигма-компаратора | Преимущества сигма-компаратора | Недостатки сигма-компаратора
- Работа этих компараторов зависит от схемы моста Уитстона. В округе Колумбия
- Происходит изменение баланса электрических сопротивлений в каждом плече цепи, мост — смещение якоря относительно плеча под действием измерительного райдера.
- После того, как мост нарушил равновесие, его измеряют гальванометром. Всадник читается в единицах линейного перемещения. Эта схема питается от батареи.
- Мост Для равновесия соотношение резисторов в двух плечах должно быть одинаковым.
- Если на мост подается переменный ток, наряду с сопротивлением необходимо также учитывать индуктивность и емкость Оружия.
- В реальных измерительных приборах одна индукционная головка состоит из пары катушек в измерительной головке прибора.
- Якорь создает различия в этом типе. Индукция пары катушек, образующих переменный ток одноручного моста.
- Рычаг удерживает якорь и показатель зависит от положения относительного смещения катушки якоря Для катушки. Другие уточнения в качестве электрического устройства AL метод регулировки нуля и A.
- Переключатель для изменения увеличения.
- Величина дисбаланса из-за коревого движения — показано и показано на линейной шкале.
- В этой системе возможно увеличение порядка 30 000 раз. Обычно используемое оборудование избирается электричеством.
Эта схема питается от батареи.Также прочтите: Механизм определения регулятора | Определение Изохронный | Уравнение скорости | Портер Губернатор Работает | Портер Губернатор Строительство
#5.
Пневматический компаратор
- Компаратор — это устройство, используемое для измерения амплитуды данного компонента путем сравнения его с фактическим рабочим эталоном.
- Пневматика означает, что воздух используется для увеличения измеряемых величин по сравнению с воздухом и пневматикой.
- Пневматические компараторы работают по тому принципу, что при нахождении струи воздуха в непосредственной близости от поверхности поток воздуха из струи ограничивается, что изменяет давление воздуха в системе подачи струи.
Часто задаваемые вопросы (FAQ)
Электрический компаратор
В электронике компаратор — это устройство, которое сравнивает два напряжения или тока и выдает цифровой сигнал, указывающий, какое из них больше. Он имеет две аналоговые входные клеммы и один двоичный цифровой выход.
Компараторы в метрологии
Компараторы подразделяются на различные виды, такие как электронные, электрические, механические, оптические, сигма, цифровые и пневматические компараторы, которые используются в различных приложениях.
… Компаратор в основном разработан без обратной связи для конфигурации без обратной связи.
Измерительные компараторы
Оптический компаратор представляет собой измерительный инструмент, используемый для проверки и измерения размеров небольших промышленных деталей. Изображения детали увеличиваются с помощью источников освещения, линз и зеркал для выполнения двумерных измерений.
Нравится этот пост? Поделитесь этим с вашими друзьями!
Рекомендуем прочитать –
- Как работают тормоза самолета | Как работают тормоза самолета | Тормозная конструкция | Тормоза самолета
- Ланкаширский котел | Схема Ланкаширского котла | Принцип работы парового котла | Детали и функции парового котла
- Что формируется | Виды формовки | Процесс формовки в производстве | Процессы обработки металлов давлением | Формовочные операции
- Что такое котел? | Типы котлов | Паровой котел | Как работает котел | Работа котла | Схема котлов | Как работает паровой котел
- Что такое сигма-компаратор | Конструкция сигма-компаратора | Применение сигма-компаратора | Преимущества сигма-компаратора | Недостатки сигма-компаратора
: Введение в компараторы
Электроника сегодня является одной из самых разнообразных тем.
Есть чему поучиться, будь то хобби или карьера. Почти все сегодня электронное; сюда входят как простые бытовые приборы, так и промышленное оборудование.
Если вы использовали схему детектора или схему делителя, скорее всего, вы столкнулись с компаратором. Поэтому, чтобы дать вам лучшее понимание предмета, давайте копнем глубже. Вот простое введение в компараторы.
Что такое компаратор?
Микросхемы компараторов
Источник: Wikimedia Commons
Компаратор — это простое устройство, которое сравнивает различные напряжения и токи. Следовательно, он имеет две клеммы ввода аналоговых сигналов. Как правило, они включают в себя V+ и V- и одно напряжение двоичного цифрового выходного сигнала, зарегистрированное как V0. Таким образом, компараторы идеально подходят для обнаружения сравнительных измерений напряжений и токов. Таким образом, компараторы идеально подходят для обнаружения сравнительных измерений напряжений и токов.
Впоследствии, в каждом компараторе есть схема дифференциального усилителя с высоким коэффициентом усиления. По этой причине схема усилителя есть в большинстве устройств. Он измеряет и оцифровывает аналоговые входные напряжения. Например, генераторы релаксации, а также аналого-цифровые преобразователи (АЦП).
При расчете выходного сигнала компаратора вы будете использовать это уравнение.
Также компаратор имеет пять основных параметров. Это:
- Напряжение гистерезиса
- Ток смещения
- Супермощные качели
- Напряжение сток-исток
- Время задержки выхода
Принцип работы
Принцип работы компаратора
Источник: Wikipedia В результате напряжения или токи являются входными сигналами компаратора. Как только все входы совпадают, электронная схема компаратора сравнивает их и выводит.
Следовательно, на выходе либо 1, либо 0. Прежде всего, 1 указывает на напряжение в цепи положительной обратной связи (высокий уровень). 0, с другой стороны, показывает отрицательную обратную связь (низкий уровень). Вы можете выбрать схему операционного усилителя, чтобы заменить компаратор. Однако операционный усилитель не имеет отрицательной обратной связи.
Учитывая это, коэффициент усиления операционного усилителя без обратной связи выше, чем у компаратора. Следовательно, он может обрабатывать входы только с минимальным дифференциальным входным напряжением.
Таким образом, принцип работы компаратора заключается в преобразовании электрических сигналов.
ИС компаратора
Здесь представлен обзор широкого спектра ИС компаратора, доступных сегодня на рынке. Эти микросхемы включают:
- LM324
- ЛМ358
- UA741
- TL081\2\3\4
- OP07
- ОП27
Кроме того, эти микросхемы относятся к разным категориям.
Например, сигма, оптические, электронные, пневматические, цифровые, механические и электрические. В результате различные типы ИС компараторов представляют собой различные области применения.
Как построить схему компаратора напряжения с помощью IC 741
Операционный усилитель
Источник: Wikipedia.
Обычно компаратор напряжения представляет собой схему, сравнивающую входные сигналы опорного напряжения. Кроме того, его базовый блок образует схему генерации несинусоидальной волны.
По большей части компараторы представляют собой простые интерфейсы между аналоговыми и цифровыми схемами. Они также используются в схемах преобразования и генерации сигналов. Кроме того, компараторы напряжения бывают разных форм.
- Однопредельные компараторы
- Компараторы диапазонов напряжения с гистерезисом
- Двухпороговые компараторы
- Компараторы напряжения с тремя состояниями
Требования
Фоторезистор
Источник: Wikimedia Commons
- Резистор 33 кОм
- Резистор 330 Ом
- Потенциометр 10 кОм
- LM741 Операционный усилитель
- Светоизлучающий диод
- Батарейки постоянного тока типа ААА
Распиновка LM741
Распиновка LM741
Процесс подключения LM741 к схеме компаратора
Схема операционного усилителя
Прежде чем начать, необходимо подключить LM741 к схеме.
Для начала поместите +15 В постоянного тока на контакт 7, а -15 В постоянного тока на контакт 4. Обязательно сделайте это, чтобы операционный усилитель имел мощность смещения для усиления.
Уравнения схемы
После подключения микросхемы к схеме выходное напряжение равно:
с ростом усилителя вам нужно использовать только более значительное значение резистора Rf. Однако, если вы собираетесь уменьшить платеж, вы должны использовать более низкое значение сопротивления для Rf. Калькуляторы операционных усилителей имеют большое значение для получения точных значений.
Схема
Вот принципиальная схема ночника.
Полная схема усилителя ночного освещения
На приведенной выше схеме операционный усилитель питается от напряжения 5 вольт; это терминал V+. Наконец, входная клемма V подключается к земле. Следовательно, эти два входа являются инвертирующими и неинвертирующими. И, наконец, делитель напряжения подключается к неинвертирующему входу.
По этой причине входное напряжение может меняться в зависимости от уровня окружающего освещения. Все это происходит при настройке потенциометра. Впоследствии изменение продемонстрирует изменение напряжения.
После завершения калибровки схемы эксперимент готов к работе.
Разбивка эксперимента
На свету сопротивление фоторезистора меньше установленного значения 33 кОм. В результате положительное выходное напряжение поступает на 33 кОм вместо фоторезистора. Во время этой фазы напряжение на неинвертирующей клемме меньше, чем на инвертирующей клемме. Следовательно, светоизлучающий диод не включается.
Однако в условиях отсутствия или слабого освещения происходит обратное. Потенциометр имеет большее сопротивление напряжению по сравнению с исходными 33 кОм.
Следовательно, большее напряжение и переменный ток будут протекать через него, а не через резистор 33 кОм. Для этого напряжение на неинвертирующей клемме больше, чем на инвертирующей клемме.
