在这篇文章中,我们将全面学习如何在电路中使用任何运算放大器作为比较器来比较输入差分并产生相应的输出。
什么是运算放大器比较器
我们已经使用运算放大器IC可能自从我们开始学习电子学以来,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成为可能。
这里我们讨论的是这个集成电路的一个简单的应用电路所在的地方配置为比较器,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,这一点也不奇怪。
顾名思义,opamp比较器指的是在一组特定的参数之间进行比较的函数,或者像本例中那样,可能只是几个量值。
由于在电子学中我们主要处理的是电压和电流,这些因素就成为操作、调节或控制所涉及的各种组件的唯一因素。
在提出的运算放大器比较器设计中,基本上在输入引脚上使用两个不同的电压水平来比较它们,如下图所示。
运算放大器的两个输入引脚称为反相引脚(带负号)和非反相引脚(带正号)成为运算放大器的传感输入。
当用作比较器,其中一个引脚施加一个固定的参考电压,而另一个引脚输入需要监控其电平的电压,如下所示。
以上电压的监测是参照应用到其他互补引脚的固定电压完成的。
因此,如果要监视的电压之上或低于固定参考阈值电压,则输出还原状态或改变其原始条件或改变其输出电压极性。
视频演示
Opamp比较器如何工作
通过研究光传感器开关的以下示例电路,让我们来分析上述说明。
查看电路图我们找到以下方式配置的电路:
我们可以看出,作为+电源引脚的焊接器的引脚#7连接到正轨,类似地,其引脚#4是负电源引脚连接到负电源的负或零电源轨.
上述两个引脚连接为IC提供电源,使其能够继续执行预期的功能。
现在,正如前面所讨论的,IC的引脚2连接在两个电阻的交界处,电阻的两端连接到电源的正负极轨。
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。
如果电源电压调节良好,上述电压水平也将很好地固定,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,这个电压成为引脚2的参考电压,这意味着集成电路将监测和响应任何可能超过这个水平的电压。
被监控的传感电压应用到IC的引脚#3,在我们的例子中,它是通过一个LDR。引脚3连接在LDR引脚和预置端子的连接处。
这意味着这个结再次成为一个电位分压器,它的电压水平这次不是固定的,因为LDR值不能固定,并且会随着环境光条件的变化而变化。
现在假设您想让电路在黄昏降临时感应到LDR值,您可以调整预设值,使3引脚或LDR和预设值的连接处的电压刚好超过6V标记。
当这种情况发生时,该值上升到2号引脚的固定参考电压之上,这告知集成电路感应电压上升到2号引脚的参考电压之上,这立即将集成电路的输出从其初始零电压位置恢复为正。
从零到正的IC的状态的上述变化触发了继电器驱动器级,其开启负载或可能连接到继电器的相关触点的灯光。
记住,连接到引脚2的电阻的值也可能因为改变引脚3的感应阈值而改变,所以它们都是相互依赖的,给你一个宽角度的电路参数变化。
R1和R2的另一个特点是,它避免了使用双极性电源的需要,使所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,上面解释的操作响应可以通过交换IC的输入引脚位置或者通过考虑另一种选择,我们只交换LDR和预置的位置来反转。
这是在配置为比较器时的任何基本OPAMP的行为方式。
综上所述,我们可以说,在任何基于opamp的compartaor中,发生以下操作:
实际的例子# 1
1)当反相引脚(-)被施加一个固定的基准电压,而非反相(+)输入引脚受到一个变化的传感电压,只要(+)引脚电压低于(-)基准引脚电压水平,操作放大器的输出保持0V或负。
交替一旦(+)引脚电压高于(-)电压,输出迅速转为正电源直流电平。
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,输出迅速转为负或开关OFF到0V。
Swagatam说
晚上好…图像无法打开。
Sravya Sekhar说
嗨,非常感谢你的项目。我如何着手构建一个微小的电路,它感觉光,并创建一个警报,如果光线低于一个特定的设定值?
Swagatam说
你好,谢谢,你可以尝试下面文章中显示的最后一个电路:
https://www.homemade-circulay.com/2012/01/how-to-make-light-activated -day-night.html.
你可以把继电器换成一个小蜂鸣器,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。首先是应变片,它可以提供负电压也可以提供正电压——一次只有一个。现在,每当这个电压存在,我需要从电路输出5 VDC。当输入电压为2.5V及以上或-2.5V及以上即-5伏时,应该触发这5伏。我想使用双轨12伏电源,因为它是可与我的系统。请给我一个电路设计建议。
Swagatam说
你好,Janesh,你可以使用两个配置为比较器的741 IC运放,如上图所示,但供应将需要双而不是单。它应该是双5V电源,因为需要的输出是5V
所以电源(+)5v和(-)5v穿过R1/R2和pin7/4轨道。
然后,两个放大器的输出可以连接到桥式整流器的输入端……桥式整流器的输出将产生指定条件下预期的5V电压。
其中一个opamps将通过R1 / R2夹紧其PIN3,而另一个具有其PIN2。
相关运放输入端的空闲端可以配置应变仪。
+/- 5V电源可以在7805/7905免费对IC的帮助下创建
Swagatam说
......应该参考R1 / R2,而不是( - )供应
Janesh Joshi.说
是否可能使用以上使用+12 & -12供应?
Swagatam说
会做,但输出将12V,然后,
一个7805可以在桥后使用,以获得所需的5V
Janesh Joshi.说
感谢以上的澄清。另一个问题是你提到“两个放大器的输出可以连接到桥式整流器的输入”。桥式整流器的用途是什么,因为输出将是直流,如果我没有错。请帮助。
Swagatam说
桥将使你得到一个+12V无论输入极性条件,无论它是负或正,换句话说,它将转换开关+/-输出的opamp始终一个(+)电压
Umang阿加瓦尔说
嗨. .
如果我一方面有一定的力量,我们必须用可变功率比较它。有可能的方式。
Swagatam说
您可以尝试上面文章中解释的概念。
Badrikedar Jadhav.说
你好,我是amarath,我想知道运放是如何工作在单极性电源,而不是使用双极性电源,使双极性电源的+ve和-ve连接到地
Swagatam说
Amarnath,电路实际上是在双电源下工作的,2号引脚的电势除以50%的电源来创建所需的+/-电源,参考电源(-),现在就像地面一样。
tinuke说
什么应该是最小的差值为发票和非发票。谢谢。
赃物说
为了什么?你的目标是什么?
tinuke说
使用lm324计算电池监测器所需的电阻器
赃物说
好,但这不是正确的方法,因为截止差可以在不同的运放之间变化。相反,你可以随机选择一个比电源电压低很多的固定参考,然后调整预置,以创建一个仅高于或低于这个参考电压的截止。之后,可以用一个适当匹配的固定电阻器来替换这个预置。
大卫·特拉弗说
嗨Swagatam,
我感兴趣的是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电压源。它的输出是11到15伏直流。
电机旋转跟踪器是一个小型12v齿轮电机与5转/分钟输出轴。电机轴转动一个全螺纹杆,它拉动跟踪器的活动平台,使其围绕中心销旋转。
我想用两台LDR来感知跟踪器何时与太阳正确对齐,并在那一点上关闭电机。当太阳移动时,电路将再次启动马达,这样跟踪器就会跟随太阳。
跟踪器只会在一个方向上移动,我会在使用大约2小时后手动重置它。这是一款太阳炊具。
电机只需要转动一个方向,并且当光线相等时,它需要一个带光感测的光照能力,以便在LDR的光相等时关闭电机。
我希望你可能知道一种电路设计,可以完成这个任务。
非常感谢。
大卫
Swagatam说
嗨,大卫,我想我已经在我的网站上有这个电路了。请看看下面的文章,如果你有进一步的疑问,让我知道:
//www.addme-blog.com/how-to-build-dual-solar-tracker-system/
克洛斯说
我建造了你的各种电路,所有电路都能100%工作,这正是我所需要的,所以非常感谢。我想建立在我的太阳能电池和一个额外的电池之间的充电目的。我的系统是12v的,但是电压可以升到13,6。如果我把相同的价值电阻2和3和电力从太阳能电池和额外的电池将这工作,直到电压相等。
问候
Swagatam说
很高兴我的电路能帮你实现目标。但是我不知道你指的是哪条线路。请注明电路原理图。
克洛斯说
对不起英语是我的第二(差)语言。我指的是调整参数的电路。因此,如果我将7和2(用电阻)连接到额外电池的正电池和3(用电阻)到太阳能包。然后必须打开继电器直到两者的电压相等。负面将是两节电池。
我不是电子专家,所以我基本上用你的知识来建造电路。
Swagatam说
是的,这是正确的,你可以参考以下文章中解释的设计的详细信息:
https://www.homemade-circules.com/make-6v-4ah-automatic-battery-charger/
佩Ritamaki说
你有很好的opamp作为比较电路,但你必须警告不要在你的电路中使用真正的比较器。
实际比较器需要大部分时间输出电阻VCC。
现在有一些比较器电路不需要输出电阻。
微芯公司已经做了类似MCP6541的比较器
不需要输出电阻。
它可以给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,它们在输出脚有一个开路集电极晶体管,必须有一个拉升电阻,但上面的文章是关于运放,所以可能不需要在这里....
Seun说
您好Swag,请提供一个比较电路,可以感知两个电池之间的差异,0.2v的差异会触发led灯。谢谢
Swagatam说
嗨Seun,
你可以尝试以下概念:
当B1电压比B2高0.2 V时,LED会亮,反之亦然…
Seun说
谢谢先生,反之亦然如果B2更高,它可以用一个电路互换工作,以点亮LED
Swagatam说
如果B2较高,那么红色led会关闭。您可以连接另一个LED横跨正极到运放输出与1k系列电阻指示B2
Seun说
谢谢赃物,请我可以调整什么,使差别0.5V
Swagatam说
Seun,你可以用如下图所示的预置来修改电路,调整它得到0.5 V的差分输出。
Seun说
谢谢斯瓦格塔姆先生,什么是预设值,我将如何设置差异值。
Swagatam说
欢迎Seun,预设值可以是10k,在运放....的(-)输入处连接一个12V电源,在(+)输入处连接另一个12.5 V电源调整预设直到红色LED刚刚开始发光。