在这篇文章中,我们全面学习如何使用任何opamp作为电路中的比较器来比较输入微分和产生相应的输出。
什么是运放比较器
我们已经使用运放集成电路可能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变得可行。
这里我们讨论的是这种集成电路的一个简单的应用电路配置为比较器,毫无疑问,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的参数之间进行比较的函数,或者在这种情况下可能只是两个量级。
由于在电子学中我们主要处理电压和电流,这些因素成为唯一的因素,并被用于操作、调节或控制涉及的各种组件。
在所提出的运放比较器设计中,基本上在输入引脚处使用了两个不同的电压水平进行比较,如下图所示。
运算放大器的两个输入管脚称为反相管脚(带负号),非反相管脚(带正号)成为运算放大器的传感输入。
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,其电平需要被监控,如下所示。
上述电压的监测是参照应用到其他互补引脚的固定电压来完成的。
因此,当被监测电压高于或低于固定的参考阈值电压时,输出将恢复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
让我们通过研究以下光传感器开关的示例电路来分析上述解释。
看电路图,我们发现电路配置如下:
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,连接到电源的负或更确切地说是零电源轨。
上述两个引脚连接为集成电路提供电源,以便它能进行其预期的功能。
现在,如前所述,IC引脚2连接在两个电阻的连接处,其两端连接到电源正负轨。
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IC将监测和响应任何电压可能超过这个水平。
要监测的传感电压被应用到IC的引脚3,在我们的示例中,它是通过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压分压器,它的电压水平这次不是固定的,因为LDR值不是固定的,并且会随着环境光线条件而变化。
现在假设你想要电路在某个点上感知LDR值,就在黄昏降临的时候,你调整预设,这样在引脚#3或在LDR和预设的交界处的电压刚好越过6V标记。
当这种情况发生时,值上升到固定参考在引脚2以上,这通知IC关于检测电压上升到参考电压在引脚2以上,这立即恢复IC的输出从其初始零电压位置变为正。
在IC的状态从零到正的变化,触发继电器驱动级,开关负载或可能连接到继电器的相关触点的灯。
请记住,连接到引脚2的电阻的值也可能因为改变引脚3的传感阈值而改变,所以它们都是相互依赖的,给你一个电路参数变化的大角度。
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。
交换传感参数和调节参数
如下所示,上面解释的操作响应可以通过互换IC的输入引脚位置来反转,或者通过考虑另一个选项,我们只互换LDR和预设的位置。
这就是任何基本opamp在配置为比较器时的行为。
总而言之,我们可以说,在任何基于opamp的舱中,会发生以下操作:
实际的例子# 1
1)当反相引脚(-)被施加一个固定的参考电压,而非反相(+)输入引脚受到一个改变的传感电压时,opamp的输出保持0V或负,只要(+)引脚电压低于(-)参考引脚电压水平。
交替地,只要(+)引脚电压高于(-)电压,输出迅速变成正电源直流电平。
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。
交替地,一旦(-)引脚电压高于(+)电压,输出迅速转负或开关OFF到0V。
您好,请您需要一个比较电路,可以感知2节电池之间的差异,0.2v的差异将触发led灯。谢谢
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……
谢谢先生,反之亦然。如果B2较高,可否与一个电路互换工作,点亮LED
如果B2较高,红色led将关闭。你可以通过一个1k系列电阻将另一个LED连接到运放输出,以指示B2
谢谢斯瓦格先生,请问我能调整什么使差速器0.5v
Seun,你可以用如下图所示的预置来修改电路,并调整它得到0.5 V的差分输出。
谢谢斯瓦塔姆先生,预设值是多少,我将如何设置差异值。
欢迎您Seun,预设值可以是10k,连接一个12V信号源的(-)输入,并连接另一个12.5 V信号源的(+)输入运放....调整预设,直到红色LED开始发光。
你有非常好的opamp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。
真正的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。
微芯片公司已经完成了像MCP6541这样的比较器
它不需要输出电阻。
可以给两侧2mA的输出电流。
是的,对于真正的比较器像LM393或LM339,有一个开放集电极晶体管设置在输出引脚,必须有一个拉上电阻,但上述文章是关于运放,所以可能不需要这里....
我建造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,但电压上升到136。如果我在2和3上放相同的电阻器,太阳能电池和额外的电池的功率,这将工作,直到电压相等。
问候
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个电路。请注明电路原理图。
对不起,英语是我的第二语言。我指的是带有调整参数的电路。所以如果我连接7和2(有电阻)到额外的电池的正极和3(有电阻)到太阳能包。这必须打开继电器,直到两者的电压相等。两个电池都有负极。
我不是电子方面的专家,所以我基本上用你的知识来制造电路。
是的,这是正确的,你可以参考以下文章中的设计解释的详细信息:
//www.addme-blog.com/make-6v-4ah-automatic-battery-charger/
嗨Swagatam,
我想为我的太阳能跟踪器找到一个电路设计。
我用一个小型光伏板作为电压源。它的输出是11到15伏直流电。
旋转跟踪器的电机是一个小型12v减速电机,输出轴转速为5 rpm。电机轴转动全螺纹杆,该杆围绕中心销拉动跟踪器的活动甲板。
我想用两个LDR来感应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,电路将再次启动电机,这样跟踪器就会跟随太阳。
跟踪器只会朝一个方向移动,大约使用2小时后我会手动复位。这是用来做太阳能炊具的。
电机只需要转向一个方向,它需要一个具有光敏能力的控制器,当两个LDR上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
嗨,大卫,我想我已经在我的网站上有了这个电路。请查看以下文章,如果你有进一步的疑问,请让我知道:
//www.addme-blog.com/how-to-build-dual-solar-tracker-system/
inv和非inv的最小差值是多少?谢谢。
为了什么?你想要完成什么?
使用lm324计算电池监视器的适当电阻
好的,但这不是正确的方法,因为截止值的差异会因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,然后调整预设来创建一个刚好高于或低于这个参考电压的截止电压。稍后,可以用一个适当匹配的固定电阻器来替换它。
你好,我是Amarnath,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
Amarnath,电路实际上是用双电源工作的…引脚2的电位除以50%的电源来创建所需的+/-电源,参考电源(-),现在就像地的作用。
嗨. .
如果我有一个特定的幂我们要把它和一个可变的幂进行比较。有没有可能。
您可以尝试上面文章中解释的概念。
嗨,Swagatam,我正在尝试做一种比较器和电压水平检测电路。基本上有两个主要组成部分。首先是应变片,它给出负电压或正电压——一次只有一个。现在,每当这个电压存在时,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,即高达-5伏时,应触发此5伏电压。我想使用双轨12伏电源,因为它是可用的我的系统。请建议我一个电路设计。
嗨,Janesh,你可以通过使用两个741 IC opamp配置为比较器,如上图所示,但供应将需要是双的而不是单的。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。
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的预期5V。
其中一个opamps将其pin3通过+/-通过轨道通过R1/R2,而另一个pin2。
相关opamp输入的自由端可以配置应变片。
+/- 5V电源可以创建与7805/7905互补的对ic的帮助
.......R1/R2应该参考接地,而不是电源的(-)
是否有可能使用+12和-12供应使用上述?
可以,但输出是12V,
a 7805可用于桥后获得所需的5V
感谢以上澄清。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的输入”。桥式整流器的用途是什么,因为如果我没有错,输出将是直流。请帮助。
桥将使你得到一个+12V的输入极性条件,无论它是负或正,换句话说,它将转换开关的+/-输出的放大器总是一个(+)电压
您好,非常感谢您的项目。我如何着手构建一个分钟电路,感知光,并创建一个警报,如果光低于一个特定的设置值?
你好,谢谢,你可以试试下面文章中显示的最后一个电路:
//www.addme-blog.com/2012/01/how-to-make-light-activated-day-night.html
您可以用一个小蜂鸣器替换继电器,以获得所需的报警。
晚上好,图像没有打开。