Nói chung, bộ so sánh được phân loại thành nhiều loại khác nhau như bộ so sánh điện, bộ so sánh điện tử, bộ so sánh cơ học, bộ so sánh quang học, bộ so sánh sigma, bộ so sánh khí nén, bộ so sánh kỹ thuật số, v.v. Các mạch so sánh này thường được sử dụng trong thiết kế điện và dự án điện tử . Trong bài viết này, chúng tôi thảo luận về cách sử dụng op amp làm mạch so sánh và hoạt động làm việc của op amp làm mạch so sánh. Nhưng, chủ yếu chúng ta phải biết mạch khuếch đại hoạt động và mạch so sánh là gì.
Hoạt động khuếch đại
Hoạt động khuếch đại
Bộ khuếch đại điện áp điện tử kết hợp DC có độ lợi cao, bao gồm hai đầu vào được thể hiện trong hình. Đầu vào vi sai được đưa đến hai đầu cuối đầu vào (đầu cuối đầu vào đảo ngược và đầu vào không đảo ngược) của amp op và nó tạo ra một tiềm năng đầu ra duy nhất tại đầu cuối Vout. Do đó, sự khác biệt tiềm năng được đưa vào hai thiết bị đầu cuối đầu vào của nó được khuếch đại để tạo ra đầu ra khuếch đại. Đầu ra khuếch đại này bằng hàng trăm nghìn lần chênh lệch giữa các tín hiệu đầu vào.
Đầu ra của bộ khuếch đại có thể được đưa ra là
Vout = AOL (V + - V-)
Ở đâu,
- AOL là độ lợi vòng hở của bộ khuếch đại
- V + là đầu vào không đảo của bộ khuếch đại
- V- là đầu vào đảo ngược của bộ khuếch đại
Mặc dù có nhiều các loại bộ khuếch đại hoạt động , 741 op amps thường được sử dụng như một mạch so sánh trong một số mạch điện tử.
Mạch so sánh
Thiết bị bao gồm hai đầu cuối đầu vào, trong đó tín hiệu đầu vào tham chiếu được đưa đến một đầu cuối và giá trị thực của tín hiệu được đưa đến đầu cuối khác. Sau đó, một tín hiệu đầu ra được tạo ra tại đầu cuối đầu ra dựa trên sự khác biệt giữa hai tín hiệu đầu vào được cấp cho hai đầu vào. Tín hiệu đầu ra được tạo ra này là 0 (thấp) hoặc 1 (cao).
Trong thuật ngữ điện và điện tử, thiết bị được sử dụng để so sánh hai tín hiệu điện áp hoặc tín hiệu dòng điện được đưa đến hai đầu vào tương tự, do đó tạo ra một tín hiệu đầu ra kỹ thuật số nhị phân để chỉ ra tín hiệu đầu vào lớn hơn được gọi là mạch so sánh .
Mạch so sánh
Hai cực đầu vào tương tự được biểu diễn là V + (Vin) & V- (Vref) trong mạch so sánh trên. Đầu ra kỹ thuật số được tạo ra ở đầu ra V0 (Vout). Tín hiệu đầu ra của mạch so sánh được đưa ra bởi
Nếu V +> V- (Vin lớn hơn Vref) thì V0 = 1 và Nói chung, bộ so sánh được sử dụng trong các thiết bị như bộ dao động thư giãn, bộ chuyển đổi tương tự sang kỹ thuật số (ADC) và cả trong các thiết bị được sử dụng để đo tín hiệu tương tự. Các bộ so sánh bao gồm các bộ khuếch đại vi sai có độ lợi cao và chúng ta có thể sử dụng một amp op làm mạch so sánh. Bộ khuếch đại hoạt động 741 là bộ khuếch đại hoạt động cơ bản có thể được sử dụng như một mạch so sánh trong nhiều mạch điện tử. Ví dụ, nếu chúng ta xem xét một công tắc điều khiển nhiệt độ thì hoạt động chuyển mạch được thực hiện dựa trên nhiệt độ. Nếu giá trị nhiệt độ thực tế vượt quá giá trị nhiệt độ tham chiếu đặt trước, thì điện áp đầu ra (thấp hoặc cao) được tạo ra bởi cảm biến nhiệt độ tương ứng. Nếu chúng ta xem xét sự sắp xếp bộ so sánh cơ bản, thì sẽ có các biến thể điện áp tần số cao gây ra do nhiễu. Vấn đề này cần được xem xét trong trường hợp các bộ khuếch đại hoạt động được thiết kế đặc biệt như mạch so sánh. Tiếng ồn này được tạo ra bất cứ khi nào tín hiệu điện áp đầu vào và tín hiệu điện áp tham chiếu gần nhau. Op Amp làm mạch so sánh Các biến thể điện áp tần số cao được gây ra do tính chất ngẫu nhiên của nhiễu, do đó, trong các liên tiếp nhanh chóng, điện áp tín hiệu đầu vào trở nên lớn hơn hoặc nhỏ hơn điện áp chuẩn. Do đó, tín hiệu đầu ra sẽ dao động giữa mức điện áp tối đa và mức điện áp tối thiểu của nó. Vấn đề này có thể được giảm thiểu bằng cách áp dụng trễ . Chúng ta có thể điều chỉnh khoảng cách trễ trong bố trí mạch kích hoạt Schmitt bằng cách áp dụng độ trễ cho mạch so sánh amp op sử dụng phản hồi tích cực. Hình bên cho thấy op amp là mạch so sánh có độ trễ. Nói chung, đầu ra của một amp Op dao động tích cực và âm đến điện áp cực hạn xấp xỉ bằng điện thế nguồn cung cấp. Nếu một 741 trên amp được kết nối với +/- 18V, sau đó điện áp đầu ra tối đa được cho là +/- 15V. Điều này là do độ lợi vòng mở cực cao của amp op (10.000 đến 1 triệu). Do đó, nếu +/- 150 microvolt chênh lệch điện áp được tạo ra bởi bất kỳ đầu vào nào, thì nó sẽ được khuếch đại lên xấp xỉ một triệu lần và đầu ra được đưa vào trạng thái bão hòa. Do đó, đầu ra vẫn ở giá trị lớn nhất hoặc nhỏ nhất. Op Amp làm Sơ đồ mạch so sánh Hoạt động làm việc Trong khi sử dụng op amp như một bộ so sánh trong thiết bị đo, vòng lặp mở có thể được sử dụng để so sánh hai điện áp. Do đó, tùy thuộc vào sự khác biệt giữa giá trị điện áp đầu vào và giá trị điện áp tham chiếu, Vout đầu ra sẽ bằng giá trị cao nhất lớn nhất hoặc giá trị thấp nhất nhỏ nhất (giá trị điện áp đầu vào sẽ lớn hơn hoặc nhỏ hơn giá trị điện áp tham chiếu vài micro vôn). Điện áp tham chiếu được cấp cho đầu vào không đảo ngược của amp op và điện áp thay đổi được cấp cho đầu vào đảo ngược của amp op. Hãy xem xét sơ đồ mạch so sánh op amp được hiển thị trong hình, nếu điện áp cấp cho chân 2 lớn hơn điện áp tham chiếu cấp cho chân 3, thì điện áp đầu ra trở nên thấp và lớn hơn –Vs một chút. Nếu điện áp được cấp cho chân 2 nhỏ hơn điện áp tham chiếu được cấp cho chân 3, thì điện áp đầu ra sẽ trở nên cao và nhỏ hơn một chút so với + Vs. Có rất nhiều op amp dành riêng cho hoạt động của bộ so sánh, những mạch so sánh op amp này được sử dụng để so sánh tốc độ cao. Trạng thái đầu ra của các mạch so sánh op amp này thay đổi trong vòng chưa đầy 1 micro giây. Tuy nhiên, các mạch so sánh op amp so sánh tốc độ cao này tiêu thụ nhiều điện năng hơn, tùy thuộc vào tốc độ so sánh. Dựa vào tốc độ so sánh và lượng điện năng tiêu thụ, các so sánh này được phân thành nhiều loại khác nhau. Bộ so sánh op amp cụ thể có thể được sử dụng cho một ứng dụng cụ thể tùy thuộc vào tốc độ yêu cầu và / hoặc sự tiêu thụ năng lượng . Hệ thống giám sát nhiệt độ độ ẩm của đất dựa trên mạng cảm biến không dây sử dụng Dự án Arduino được thiết kế để phát triển một hệ thống tưới tiêu tự động điều khiển hoạt động chuyển đổi (bật và tắt) động cơ bơm bằng cách cảm nhận độ ẩm của đất. Hệ thống giám sát nhiệt độ độ ẩm của đất dựa trên mạng cảm biến không dây sử dụng Arduino của Edgefxkits.com Sự sắp xếp cảm biến cảm nhận độ ẩm của đất và tín hiệu thích hợp được đưa đến bảng Arduino. Điều này đạt được bằng cách sử dụng một amp op làm mạch so sánh hoạt động như giao diện giữa sắp xếp cảm biến và vi điều khiển. Dựa trên tín hiệu nhận được từ việc bố trí cảm biến, máy bơm nước được vận hành. Màn hình LCD được sử dụng để hiển thị trạng thái độ ẩm của đất và máy bơm nước. Hơn nữa, hỗ trợ kỹ thuật có thể được cung cấp dựa trên các truy vấn của bạn được đăng trong phần nhận xét bên dưới. Bạn có thể tải xuống eBook miễn phí của chúng tôi để thiết kế đồ án điện tử tự mình. Bạn có biết bất kỳ ứng dụng hệ thống nhúng nào trong đó op-amp được sử dụng làm mạch so sánh không?
Nếu V +Op Amp làm bộ so sánh
Op Amp làm hoạt động làm việc của mạch so sánh
Ứng dụng của Op Amp làm bộ so sánh trong mạch điện áp thực tế
