在这篇文章中,我们全面地学习了如何在电路中使用任何运放作为比较器来比较输入差数并产生相应的输出。
什么是运放比较器
我们已经使用运放集成电路也许自从我们开始学习电子学,我指的是这个奇妙的小IC 741,通过它,几乎任何基于比较器的电路设计都变得可行。
在这里,我们正在讨论这个IC的一个简单的应用电路配置为比较器,下面的应用程序可以根据用户的偏好以多种不同的方式进行修改。
顾名思义,opamp比较器指的是在一组特定参数之间进行比较的功能,也可以是在这种情况下的两个数量级。
由于在电子学中我们主要研究电压和电流,这些因素成为唯一的代理,并被用来操作、调节或控制所涉及的各种部件。
在提出的运放比较器设计中,基本上在输入引脚处使用两种不同的电压水平来比较它们,如下图所示。
运放的两个输入引脚称为反相引脚(带负号),非反相引脚(带正号)成为运放的传感输入。
当用作比较器,两个引脚中的一个被施加一个固定的参考电压,而另一个引脚被馈电,其水平需要被监控,如下图所示。
对上述电压的监测是参照施加到另一个互补引脚上的固定电压来完成的。
因此,如果要监测的电压高于或低于固定参考阈值电压,输出恢复状态或改变其原始状态或改变其输出电压极性。
视频演示
Opamp比较器是如何工作的
让我们通过研究下面的光传感器开关的示例电路来分析上述解释。
请看电路图,我们发现电路的配置方式如下:
我们可以看到,opamp的引脚7是+电源引脚连接到正轨,类似地,它的引脚4是负电源引脚连接到负电源或电源的零电源引脚。
上述两个引脚连接为IC供电,使其能够继续其预期的功能。
现在正如前面所讨论的,IC的引脚2连接在两个电阻的结,其两端连接到电源正轨和负轨。
这种安排的电阻被称为潜在的分频器,这意味着潜在的或电压水平在这些电阻的连接将大约一半的电源电压,如果电源电压是12,结的潜在分压器网络将6伏等等。
如果电源电压被很好地调节,上述电压水平也将被很好地固定,因此可以用作引脚2的参考电压。
因此,参考电阻R1/R2的结电压,这个电压成为参考电压在引脚2,这意味着IC将监测和响应任何电压,可能超过这个水平。
被监测的传感电压被应用到IC的3脚上,在我们的例子中,它是通过一个LDR。引脚3连接在LDR引脚和预设端子的接合处。
这意味着这个结再次成为一个电位分压器,这次它的电压水平不是固定的,因为LDR值不能固定,并且会随着周围的光线条件而变化。
现在假设你想让电路在黄昏降临的时候感觉到LDR值,你调整预置,使电压在引脚#3或在LDR和预置的交界处刚好超过6V标记。
当这种情况发生时,值上升到2脚的固定参考电压之上,这通知IC检测电压上升到2脚参考电压之上,这立即恢复IC的输出,从其初始零电压位置变为正电压。
上述IC状态从零到正的变化,触发继电器驱动级,使负载或可能连接到继电器的相关触点的灯接通。
记住,连接到引脚2的电阻的值也可以改变引脚3的传感阈值,所以它们都是相互依赖的,给你一个大的角度变化的电路参数。
R1和R2的另一个特点是,它避免了使用双极性电源的需要,使涉及的配置非常简单和整洁。
交换传感参数与调整参数
如下所示,上述解释的操作响应可以通过交换IC的输入引脚位置来反转,或者考虑另一种选择,我们只交换LDR和预置的位置。
这是任何基本运算放大器在配置为比较器时的行为方式。
总之,我们可以说,在任何基于opamp的腔室中,都会发生以下操作:
实际的例子# 1
1)当反相引脚(-)被施加一个固定的电压基准,而非反相的(+)输入引脚受到一个改变的传感电压,只要(+)引脚电压低于(-)参考引脚电压水平,运放的输出保持0V或负。
交替地,一旦(+)引脚电压高于(-)电压,输出迅速转向正电源直流电平。
例# 2
1)相反,当相销端(+)应用一个固定的参考电压,反相输入销(-)是受到一个改变感应电压,输出opamp仍然供应直流水平或积极只要(-)销电压保持在(+)refernce销电压水平。
交替,一旦(-)引脚电压高于(+)电压,输出迅速转负或关闭到0V。
Swagatam说
晚上好,图像还没打开。
Sravya Sekhar说
嗨,非常感谢你的项目。我如何去构建一个分钟电路,它感觉光,并创建警报,如果光低于一个特定的设定值?
Swagatam说
嗨,谢谢,你可以试试下面文章中展示的最后一个电路:
//www.addme-blog.com/2012/01/how-to-make-light-activated-day-night.html
你可以用一个小蜂鸣器来替换继电器,以获得所需的警报。
Janesh Joshi说
嗨,Swagatam,我正在尝试做一种比较器和电压水平检测电路。基本上它有两个主要组成部分。第一个是应变计,它要么给出负电压,要么给出正电压——一次只有一个。现在,每当这个电压出现时,我需要从电路中输出5 VDC。当输入电压为2.5V及以上或-2.5V及以上,即-5伏特时,应触发这5伏特。我想使用双轨12伏电源,因为它是可用的与我的系统。请建议我一个电路设计。
Swagatam说
你好Janesh,你可以使用两个741 IC运放配置为比较器,如上图所示,但供应将需要双而不是单。它应该是双5V电源,因为所需的输出是5V
所以供应(+)5v和(-)5v穿过R1/R2和pin7/4轨道。
两个opamp的输出可以连接到桥式整流器的输入,桥式整流器的输出将产生指定条件下预期的5V。
其中一个opamps将其pin3与通过R1/R2的+/- via rail夹紧,而另一个用其pin2。
相关opamp输入的自由端可以配置应变计。
+/- 5V电源可以在7805/7905互补对ic的帮助下创建
Swagatam说
.......R1/R2应参考接地,而不是电源的(-)
Janesh Joshi说
是否可以使用以上的+12和-12供应?
Swagatam说
可以,但是输出将是12V,
7805可以在桥接后使用,以获得所需的5V
Janesh Joshi说
感谢以上的说明。另一个问题是你提到“两个opamp的输出可以连接到桥式整流器的输入”。什么是桥式整流器的用途,因为输出将直流如果我没有错。请帮助。
Swagatam说
桥接器将使你获得+12V的输入极性条件,无论它是负的或正的,换句话说,它将转换opamp的切换的+/-输出总是一个(+)电压
Umang阿加瓦尔说
嗨. .
如果我有一个特定的幂,我们必须将它与一个可变的幂进行比较。是有一种可能的方式。
Swagatam说
您可以尝试以上文章中解释的概念。
Badrikedar jadhav说
你好,我是阿玛纳特,我想知道运放是如何在单极性电源上工作的,而不是使用双极性电源使双极性电源的+ve和-ve连接到地面
Swagatam说
阿玛纳特,电路实际上是用双电源工作的…引脚2的电位除以50%的电源,以创建所需的+/-电源,参考电源(-),现在就像接地。
tinuke说
发票和非发票的最小差异值应该是多少?谢谢。
赃物说
为了什么?你的目标是什么?
tinuke说
使用lm324计算电池监视器的合适电阻
赃物说
但这不是正确的方法,因为截止差会因opamp的不同而不同。相反,你可以随机选择一个比电源电压低得多的固定参考电压,然后调整预置来创建一个刚好高于或低于这个参考电压的切断。后来,这个预置可以通过用一个适当匹配的固定电阻替换它而被移除。
大卫·卡尔弗说
嗨Swagatam,
我有兴趣为我的太阳能跟踪器找到一个电路设计。
我用一个小光伏板作为我的电压源。它的输出是直流11到15伏。
旋转跟踪器的电机是一个小型12v齿轮减速电机,带有5转/分输出轴。电机轴转动一根全螺纹杆,该螺纹杆将跟踪器的可移动甲板围绕一个中心销旋转。
我想使用两个LDR的感觉当跟踪器与太阳正确对齐,并关闭电机在那一点上。当太阳移动时,电路将再次启动马达,这样跟踪器就会跟着太阳移动。
跟踪器只会朝一个方向移动,使用大约2小时后我会手动重置。这是一个太阳能炊具。
电机只需要转动一个方向,需要一个具有光传感能力的控制器,当两个LDR的光相等时关闭电机。
我希望你可能知道一个电路设计可以完成这个任务。
非常感谢。
大卫
Swagatam说
你好,大卫,我想我已经在我的网站上有这个电路了。请查看下面这篇文章,如果你还有其他疑问,请告诉我:
//www.addme-blog.com/how-to-build-dual-solar-tracker-system/
克洛斯说
我建立了你的各种电路和所有工作100%,是我需要的,所以非常感谢。我想建立上面把我的太阳能电池和一个额外的电池充电的目的。我的系统是12v,但电压会上升到13,6。如果我把相同的值电阻2和3和电力从太阳能电池和额外的电池将这然后工作,直到电压相等。
问候
Swagatam说
很高兴我的电路能帮助你实现你的目标。但是我不知道你指的是哪条赛道。请说明电路原理图。
克洛斯说
对不起,英语是我的第二语言。我用调整参数参考电路。所以如果我连接7和2(与电阻)到额外的电池和3(与电阻)到太阳能包的正极。然后必须打开继电器,直到两者的电压相等。负极将是两个电池。
我不是电子方面的专家,所以我基本上用你的知识来构建电路。
Swagatam说
是的,这是正确的,你可以参考下面的文章中解释的设计详细信息:
//www.addme-blog.com/make-6v-4ah-automatic-battery-charger/
佩Ritamaki说
你有很好的运放作为比较器电路,但你必须警告不要在你的电路中使用真正的比较器。
实际比较器大部分时间需要输出电阻到VCC。
现在有一些比较电路,不需要输出电阻。
Microchip已经做了类似MCP6541这样的比较器
它不需要输出电阻。
它可以提供2mA的输出电流到两边。
Swagatam说
是的,对于真正的比较器,如LM393或LM339,它们有一个开路集电极晶体管设置在输出引脚,必须有一个拉上电阻,但上面的文章是关于运放,所以可能不需要在这里....
Seun说
你好,Swag,请需要一个比较电路,可以感知2个电池之间的差异,0.2v的差异将触发led灯。谢谢
Swagatam说
嗨Seun,
你可以尝试以下概念:
当B1电压比B2电压高0.2 V时,LED亮起,反之亦然。
Seun说
谢谢先生,反之亦然,如果B2更高,它能否与一个电路互换工作,点亮LED
Swagatam说
如果B2更高,那么红色指示灯将关闭。您可以连接另一个LED正对运放输出与1k串联电阻指示B2
Seun说
谢谢你,斯瓦格先生,请问我可以调整什么来使差值0.5v
Swagatam说
Seun,你可以用如下图所示的预置修改电路,调整它得到0.5 V差分输出。
Seun说
感谢Swagatam先生,预设值是什么,我将如何设置微分值。
Swagatam说
欢迎Seun,预设值可以是10k,在(-)输入处连接一个12V的电源,在(+)输入处连接另一个电源12.5 V的运放....调整预设,直到红色LED开始发光。