Компараторът на напрежение е доста интересно устройство. Как работи той? Какво прави възможно да изпълнява функциите си? Невъзможно е да не отбележим значимостта им в многобройните домакински уреди, които са в изобилие във всеки дом.
Обща информация
За управление на електронни схеми се използват голям брой различни устройства. Те позволяват разклоняване и персонализиране на сигналите. За сравняване на два различни импулса се използва компаратор. Какво представлява той? Компараторът на напрежение е устройство, което сравнява две различни напрежения и токове и въз основа на получените данни произвежда крайния сигнал за мощност. С негова помощ се посочва по-голяма получена стойност и се посочва съотношението на получените параметри. Устройството има два аналогови входни терминала, които могат да обработват отрицателни и положителни сигнали. Те също имат, подобно на ADC, един двоичен цифров изход. На какво се основава неговата функция? За да се гарантира работата, винаги се създава транзисторен компаратор на напрежението.
Какво се използва в съвремието
Първоначално интегрираните компаратори на напрежението бяха широко използвани. За характерните особености на тяхната работа те бяха наречени високоскоростни. Те изискват диференциално напрежение в определен диапазон, което е много по-ниско от напрежението в мрежата. Такива устройства не позволяваха наличието на външни сигнали, които да надхвърлят установените граници. Съвременният аналогово-цифров компаратор на напрежение има транзисторен вход. По правило потенциалният сигнал за него не трябва да надвишава стойност от 0,3 V. Често можете да намерите компаратор на напрежение на микроконтролер. За такива случаи се използват продуктите на компаниите Microchip и Atmel. Ако трябва да се справите със стерео компаратор (те се наричат още ултрабързи компаратори), тогава необходимият праг не надвишава 0,2 V. Трябва да се отбележи, че стойността на използвания диапазон е ограничена от конкретно входно напрежение.
Това ли е всичко?
Разбира се, че не! На операционния усилвател има и компаратор на напрежението. Това е устройство, в което разликата между входния и високия импеданс на сигнала е изключително фино балансирана. Поради това те се използват в случаите, когато е необходимо да се осигури работата на вериги с ниско напрежение. Също така устройствата, които използват операционни усилватели, често се наричат също видео спектрален компаратор. Теоретично може да работи в конфигурация с отворен цикъл (т.е. без отрицателна обратна връзка). В такива случаи се използва устройствотокато сравнител с ниска производителност.
Какви са недостатъците на компараторите с операционни усилватели
Те имат такива отрицателни точки:
- И така, основната им цел е да работят в линеен режим, когато няма отрицателна обратна връзка. Те също така разполагат с доста значителен режим на възстановяване.
- Почти всички операционни усилватели имат вътрешни компенсационни кондензатори, които ограничават скоростта на нарастване на изходното напрежение при генериране на високочестотни сигнали. Следователно използването на такива схеми води до леко забавяне на импулсите.
- И накрая, компараторът няма вътрешен хистерезис.
Поради тези недостатъци, използването на устройство за управление на различни вериги често минава без различни усилватели. Единственото изключение е използването на генератор.
Използвайте
Работата с компаратор на напрежение често се използва по време на производствени процеси, където има ограничено изходно напрежение. Но в същото време е необходимо той да взаимодейства добре с цифровата логика. Поради това те често могат да бъдат намерени в различни термични устройства. Пример е температурен превключвател, термостат и т.н. Те могат да се използват и за сравняване на сигнали и съпротивление за устройства като стабилизатор, таймер и т.н. В домакинските уреди те съдържатпочти всеки микрочип. Компараторът на напрежение може да се намери в микровълновата печка, фурната и много други съвременни уреди.
Принцип на работа
Нека преминем през целия път на логическите „мисления“на това устройство. Така че първоначално към плюс-входа се подава аналогов сигнал. Нарича се необратима. След това преминаваме към изхода. Нарича се обърнат и може да изпраща два подобни сигнала с противоположна полярност. Какво определя решението, "прието" от устройството? Да приемем, че аналоговият вход е по-голям от изхода. В този случай ще получим логическа единица. Поради това, например, отвореният колектор на транзистора ще бъде включен или ще се извърши друго действие с друг елемент от веригата. И тя ще започне да изпълнява възложените й функции. Ако аналоговият изход е по-голям от входа, устройството работи в режим на логическа нула и нищо не се случва. В такива ситуации референтното напрежение на компаратора играе голяма роля.
И малко повече за устройството
Нека обърнем внимание на двупрагови и фазови компаратори. В случай на тяхното приложение, почти винаги работата се основава на въздействието върху входовете в логическите схеми. И тяхното функциониране зависи от нивото на захранващата мрежа. Можем да кажем, че това са доста особени елементи на прехода на сигнала от аналогов към цифров вид. Поради това е възможно да не се определя несигурността на изходните сигнали. Защо? Факт е, че компараторът винаги може да осигури определено улавяне на хистерезисната верига.
Заявление
Нека разгледаме по-отблизо къде и как се използват. Така че в много къщи има компаратор на напрежение за разреждане на батерията на лаптоп или телефон, везни, сензори за мрежово напрежение. Можете да ги намерите в много различни интегрални схеми, където се използват за осигуряване на контрол върху входните импулси. Това поддържа комуникация между източника на сигнала и местоназначението. Често се използва компаратор-регулатор (тригер) Shimmer. Това значително предимство е възможността за работа в многоканален режим, когато може да се сравнява значителен брой сигнали. Той предоставя много широка функционалност (в сравнение със стандартните компаратори). Също така, тези устройства се използват за визуално определяне на състоянието на повърхността, която се обработва. За тези цели се използва сравнител на грапавостта.
Програмиране
Компараторите се използват като част от PWM схемата. Но не само. Те могат да се използват и за писане на отделни програми или техни компоненти. Така че те често се използват за създаване на java колекции. Какво е необходимо за това? Ето малък списък с отговори:
- Първоначално трябва да се погрижите за средата за разработка. Възможно е да се препоръча да се обърне внимание на Maven. В него се създава проект и се избират необходимите компоненти за него.
- След това са инсталирани допълнителни помощни програми и трябва да започнете да създавате нов файл. Имайте предвид да прекъсватепроцесът е невалиден. Също така, докато работите, се препоръчва да запазвате на всички етапи на работа.
- Когато всичко е готово, трябва да зададете необходимите настройки.
- След това трябва да създадете клас, който ще се използва за проверка на данните, както и за тяхното разпространение до желаните клетки на паметта. Класът се използва и за сортиране на определена информация по специфични параметри и, ако е необходимо, за осигуряване на тяхната защита.
Как да изберем устройство при покупка
Изглежда възможно да закупите готов компаратор във всеки магазин за радиотехника. Цената за него ще зависи от поставените изисквания. На първо място, трябва да решите каква е целта на устройството. Тогава вниманието трябва да получи такъв момент като броя на каналите. Също така трябва внимателно да проверите устройството за външни повреди. Така че може да се повреди по време на транспортиране или просто да е било лошо изпълнено.
Как да тествате производителността на компаратора на напрежение
Много начинаещи радиолюбители често имат въпроса как да разберат дали устройството може да се използва. За това не е необходимо да имате някаква сложна схема или устройство. За да направите това, просто използвайте волтметър. В този случай към входовете се подава регулируемо напрежение и се определя дали работи или не. Не бива да забравяме, че устройствата често съдържат изходен транзистор. Имат колектор и емитер като "виси във въздуха". Следователно е необходимо да се осигури подходяща връзка. В такъв случай наинвертирано входно приложено референтно напрежение.
Заключение
Така че беше разгледан компараторът на напрежението. Това полезно устройство ще осигури работа за голям брой различни устройства. Компараторът ще ви позволи да създадете много различни схеми и значително да разширите полето на дейност на радиолюбител. Не трябва да се ограничавате до вече съществуващи разработки. В същото време е необходимо да се научите как да гарантирате, че компараторът работи с други елементи.
