Porovnávač - zariadenie určené na porovnanie všetkých hodnôt (z porovnávania - "porovnanie"). Operačný zosilňovač s veľkým multiplikačným faktorom. Má vstupy: priame a inverzné. V prípade potreby môže byť referenčný signál pripojený ku ktorémukoľvek z nich.

Ako funguje komparátor?

Jeden zo vstupov je konštantný signál, ktorý sa nazýva referencia. Používa sa ako vzorka na porovnanie. Je prijatý druhý tón. Výstupom je tranzistor, ktorý mení svoj stav v závislosti od podmienok:

nad vstupné napätie priamo inverzný - tranzistora otvorené.

Napätie inverzného vstupu nad čiarou je zatvorené.

V dôsledku toho sa výstupné napätie mení so skokom z minimálneho na maximálny alebo naopak. Napätie výstupného stupňa zodpovedá vstupným úrovniam väčšiny digitálnych obvodov. Je to nevyhnutné pre prípady, keď komparátor je pulzný tvarovač, ktorý riadi prevádzku logických prvkov.

Použitie komparátora

použité v obvodoch meranie elektrických signálov a analógovo-digitálne prevodníky. V logických reťazcoch sú prvky "alebo" a "nie" tiež komparátory. Preto použitie tohto komponentu nie je obmedzené na konkrétne príklady, pretože sa používa všade. Treba poznamenať, že komparátor môže byť vyrobený z ľubovoľného operačného zosilňovača, ale nie naopak. Zisk komparátora je postačujúcivysoká. Preto sú jeho vstupy veľmi citlivé na rozdiel napätia medzi nimi. Rozdiel v niekoľkých milivoltoch výrazne mení výstupné napätie.


Takže komparátor umožňuje sledovať minimálne kolísanie úrovní vstupných napätí. To je nevyhnutným prvkom porovnávacích obvodov a meracích prístrojov s vysokou presnosťou:

indikátory úrovne vstupného signálu;

detektory kovov;

mikro a milivoltmetre;

detektory elektromagnetického žiarenia;

laboratórne senzory;

hmotnostné komparátory;

analyzátory plynu.

Princíp analógového porovnávača

Analógový komparátor porovnáva nepretržité signály - meraný vstup a referenčný vstup. Spôsob fungovania zariadenia sa zobrazuje v nižšie uvedenom grafe. Pri pomalej zmene vstupného signálu dochádza k niekoľkému spínaniu komparátora počas malého časového obdobia. Takýto jav sa označuje ako "elektronický drip". Jeho prítomnosť výrazne znižuje účinnosť porovnania. Pretože často sa opakujú zmeny stavu výstupu, zadajte tranzistor do stavu sýtosti. S cieľom znížiť účinok "elektronického jigger", PIC je zavedený do systému - pozitívna spätná väzba. Poskytuje hysterézu - malý rozdiel medzi úrovňou zapnutia a vypnutia. Niektoré komparátory majú vstavanú C, čo znižuje počet ďalších konštrukčných prvkov. Napríklad pri nevýznamnej strate citlivosti hľadajú stabilnú prácu komparátora.

Funkcie digitálneho porovnávača

Digitálneporovnávacím zariadením je analógovo-digitálny prevodník s jedným bitom. Výstupné napätie predstavuje logickú hodnotu "0" alebo "1". Analógový alebo digitálny signál môže byť vstupný na vstup. Prístroj sa používa ako impulzný tvarovač na kombinovanie senzorových obvodov a zobrazovacích zariadení. Môže sa použiť na analýzu spektra zvukového alebo svetelného signálu. Komparátor - to je tiež logické prvky "alebo" a "nie" sa používajú v počítači.
Teoreticky nepatrne menšie varianty vstupného signálu môže byť stav výstupu neistoty. V praxi nedochádza k rovnosti meracieho a referenčného napätia. Keďže komparátor má obmedzený zisk alebo pozitívnu spätnú väzbu. Typickým príkladom je Schmittov spúšť (TS). Nezhoduje sa s úrovňou zaradenia a vylúčenia, ktoré určuje PIC. To vám umožňuje zanedbávať diskrétnu prekážku pri práci s komparátorom.

komparátor-čip

priemysel produkuje komparátor vo forme integrovaných obvodov. Ich používanie umožňuje vytvárať kompaktné zariadenia s minimálnym počtom závesných prvkov. Tiež výhoda malých dielov v nevýznamnej dĺžke pripojovacích vodičov. V podmienkach silného elektromagnetického žiarenia, oni prijímacích antén pre všetky druhy elektrického rušenia.

, na porovnávacie operačného zosilňovača

Komparátory mnoho podobností s operačným zosilňovačom

získať;

vstupná impedancia;

hodnota vstupných prúdov;

stav nasýtenia.

Citlivosť je v iných ohľadoch špecifickým parametrom. Určuje presnosť porovnania. Je charakterizovaný minimálnym rozdielom signálov, v ktorých dochádza k činnosti komparátora. Jeho hodnota v integrovaných obvodoch má stovky mikrovoltov. To je o niečo horšie ako komparátory na operačných zosilňovačoch. Čas prepínania charakterizuje výkon komparátorov. Určuje sa minimálny čas zmeny výstupného signálu: od momentu porovnania s okamihom prevádzky. Závisí od rozdielu vstupných signálov. Hodnoty spínacieho času sú desiatky a stovky nanosekónov.

Ako vytvoriť komparátor s vlastnými rukami?

Kto vie, ako čítať hlavné diagramy a spájku, ľahko zostaviť najjednoduchšie komparátory pre použitie v každodennom živote. Rozsah je veľmi široký. Na nich je možné stavať veľa konštrukcií s minimálnymi nákladmi. Najjednoduchší komparátor je operačný zosilňovač bez pozitívnej spätnej väzby. Séria LM339 OU sa používa ako základ pre porovnávacie zariadenie. Červené a zelené indikátory sú zavedené na ovládanie a vizualizáciu chodu obvodu. Pri pripájaní napájania k diaľkovému ovládaniu by sa mala rozsvietiť jedna z LED diód a ktorá z nich - nezáleží. To je podmienené množstvom faktorov: sieťové zacielenie na okruh, najmä parametre šarže a OA. Dokonca aj keď budete mať niekoľko rovnakých žetónov, vychádzajú rôzne výsledky. Ak je vstupný signál blízky "0" - zelená svieti a ak sa nachádza blízko napájacieho napätia, červenáLED. Potom môžete skúsiť zmeniť logický stav komparátor, predkladá jeden z úrovne vstupného napätia, napríklad polovica napájacieho napätia OU. Výstupný signál nezávisí od absolútnej hodnoty napätia na predných a obrátených vstupoch. Ale len na rozdiel napätia. Tieto experimenty ukazujú prácu komparátora bez PIC. Takýto komparátor možno použiť tam, kde nie sú potrebné špeciálne presné merania. Takýmito zariadeniami sú domáce termostaty, nabíjačky pre autobatérie, zariadenia na odsírenie (regeneráciu) autokumulátorov, fotorelay.

Príklad praktického použitia komparátora

V princípe je predstavený svetelný senzor. Referenčné napätie je dané odpormi RV1 a R2. V tomto prípade RV1 slúži ako konštruktor kontroly citlivosti. Displej je realizovaný na LED D1. Snímač je prvkom LDR1, ktorý mení oscilačný odpor v závislosti od osvetlenia. Vlastne komparátor je reprezentovaný operačným zosilňovačom LM324. Toto jednoduché zariadenie ukazuje, ako komparátor funguje v praxi.

Hmotnostné komparátory, pojem

Komparátor hmotnosť zariadením určeným k objasneniu rozdielu hmotností s reguláciou hmotnosti hmotnosti a hmotnosti štandardov, ako aj pre presnosť váženia. Najpresnejšie hmotnostné komparátory dokážu odvážiť akúkoľvek vzorku a porovnať ju s inou podobnou vzorkou. Stáva sa to na úrovni atómov. Potreba takýchto zariadení vzniká v dôsledku nedokonalosti referenčných vzoriek z merania hmotnosti a objemu kvapaliny.

Príklady a používanie zariadeníVáženie

Ruská norma hmoty je platinový valec. To bolo skopírované z francúzskej vzorky pred 125 rokmi. Za minulé roky sa norma stratila vo forme oxidov približne 40 mikrogramov z pôvodnej hmotnosti. Preto je jeho použitie pre potreby priemyselných odvetví s veľmi presným meraním hmotnosti teraz ťažké. Bol vyvinutý nový štandard hmotnosti. Vedci určili kremíkovú guľu s dvojicou atómov. Teraz je to najpresnejšia verzia štandardného kilogramu. Jeho charakteristiky sú akceptované medzinárodným spoločenstvom na použitie. Vytvorená vzorka vyžaduje viac kópií. Vzhľadom na to, že moderné trendy v oblasti vedy, najmä farmakológie, bioinžinierstva, počítačovej elektroniky, nanotechnológie, si vyžadujú presné merania. Pre také odvetvia vedy a techniky kritické stotiny mikrogramu. Tento problém by mal byť vyriešený atómovým komparátorom hmotnosti - zariadenie je schopné určiť rozdiel v niekoľkých časticiach. Atómový komparátor používa na meranie referenčný signál získaný z veľmi presného kremeňového oscilátora. Namerané napätie sa odoberá z kvantového diskriminátora, ktorý určuje stabilitu línie najmenších častíc. Jeho zmeny sú spôsobené rozdielom v počte atómov vzorky. Preto teraz je to najpresnejšie meracie zariadenie. Existujú aj menej presné hmotnostné komparátory. Ich cena je oveľa nižšia ako atómová, ale pre nich všetci pracujú v priemysle, obchode, štandardizácii.