Elektronika

Edukativni tekstovi iz sveta elektronike

Komponente

Opisi komponenata koje se koriste u elektronici

Novosti

Najnovije vesti iz elektronike i ostalih srodnih oblasti

Projekat

Projekti iz elektronike za samogradnju

Rečnik

Rečnik pojmova iz elektronike i računarstva

Početna » Komponente

Komparatori

Autor | Ponedeljak, 14. Januar 2008.Nema komentara

Veoma često postoji potreba da se porede dva analogna napona i na osnovu toga izvrši odgovarjuća radnja u zavisnosti od odnosa napona. Kolo koje vrši poređenje dva analogna napona naziva se komparator.

Za razliku od idealnih operacionih pojačavača kod realnih nijedan napon (pa ni izlazni) ne može biti veći od napona napajanja. Ako imamo suviše veliko pojačanje u otvorenoj petlji pojačavač odlazi u zasićenje. Na slici 1. data je prenosna karakteristika idealnog, a na

slici 2. realnog operacionog pojačavača.

Slika 1. – Karakteristika idealnog OP

Slika 2. – Karakteristika realnog OP

Oblast zasićenja je upravo oblast u kojoj radi komparator.

Na slici 3. prikazana je principska šema rada analognog komparatora.

slika 3.

Kada je V1>V2 tada na izlazu imamo visok naponski nivo (VH), ako je V2>V1 tada na izlazu imamo nizak naponski nivo. U realizaciji komparatora uglavnom se stavlja:

Odnosno jedan napon je promenjiv (Vx(t)), dok drugi napon sa kojim poredimo Vx(t) je konstantan (VREF). U zavisnosti od vrednosti referentnog napona komparatore možemo podeliti na:

  • detektor nule (VREF = 0)
  • detektor vrednosti (VREF <> 0)

U nastavku su prikazane šeme i izgled signala ovih komparatora.

Detektor nule:

slika 4.

slika 5.

Detektor vrednosti:

slika 6.

slika 7.

Ulazni napon pri kome dolazi do promene stanja na izlazu naziva se još i PRAG KOMPARATORA. Prelazi sa jednog naponskog nivoa na drugi nisu trenutni (nagib nije beskonačno veliki), nego postoji određena oblast u kojoj izlazni napon nije u jednom od dva stabilna stanja. U ovoj prelaznoj oblasti operacioni pojačavač se ne nalazi u zasićenju nego u aktivnom režimu. Što je prelazna oblast (-?,?) manja komparator brže odlučuje. Da bi prelazna oblast bila manja potrebno je da koristimo operacione pojačavače sa što većim pojačanjem. Na slici 8. prikazan je uticaj prelazne oblasti:

slika 8.

Komparatori kao i operacioni pojačavači mogu biti spojeni u invertujuću i neinvertujuću konfiguraciju.

Neinvertujuća konfiguracija

slika 9.

Primenom super pozicije dobijamo sledeći izraz:

Do promene stanja na izlazu komparatora dolazi kada je Vs(t). Odavde možemo izračunati ulazni napon pri kome dolazi do promene stanja:

slika 10. – Prenosna karakteristika neinvertujućeg komparatora

Kod ove konfiguracije ako je ulazni napon ( ) veći od praga komparatora (-(R2/R1)Vref) na izlazu imamo visok naponski nivo(VH), dok u slučaju kada je ulazni napon manji od praga komparatora na izlazu imaom nizak naponski nivo (VL).

Invertujuća konfiguracija

slika 11.

Slično kao kod neinvertujuće konfiguracije superpozicijom dobijamo:

Do promene stanja dolazi kada je V-(t)=0 , odavde izračunavamo ulazni napon pri kome dolazi do promene stanja:

slika 12. – Prenosna karakteristika invertujućeg komparatora

Za razliku od neinvertujuće konfiguracije kod ove konfiguracije ako je ulazni napon Vs(t) veći od praga komparatora (-(R2/R1)Vref) na izlazu imamo nizak naponski nivo (VL), dok u slučaju kada je ulazni napon manji od praga komparatora na izlazu imaom visok naponski nivo (VH).

Leave your response!

You must be logged in to post a comment.