Op Amp كدائرة مقارنة وعملية تشغيل

جرب أداة القضاء على المشاكل





بشكل عام ، يتم تصنيف المقارنات إلى أنواع مختلفة مثل المقارنات الكهربائية والمقارنات الإلكترونية والمقارنات الميكانيكية والمقارنات البصرية ومقارنات سيجما والمقارنات الهوائية والمقارنات الرقمية وما إلى ذلك. تُستخدم دارات المقارنة هذه عادةً في تصميم الدوائر الكهربائية و مشاريع الإلكترونيات . في هذه المقالة ، نناقش كيفية استخدام المرجع أمبير كدائرة مقارنة وتشغيل عمل المرجع أمبير كدائرة مقارنة. ولكن ، في المقام الأول ، يجب أن نعرف ما هو مضخم التشغيل ودائرة المقارنة.

مكبر الصوت التشغيلي

مكبر الصوت التشغيلي

مكبر الصوت التشغيلي



يظهر في الشكل مضخم الجهد الإلكتروني المقترن بالتيار المستمر ذو الكسب العالي ، والذي يتكون من طرفي إدخال. يتم تغذية المدخلات التفاضلية إلى طرفي الإدخال (عكس طرفي الإدخال ومحطة الإدخال غير المقلوبة) من المرجع op وينتج إمكانات خرج واحدة في محطة Vout. وبالتالي ، يتم تضخيم فرق الجهد الذي يتم تغذيته لمطارفي الإدخال لإنتاج ناتج مضخم. هذا الناتج المضخم يساوي مئات الآلاف من المرات من الفرق بين إشارات الإدخال.


يمكن إعطاء خرج مكبر الصوت كـ



صوت = AOL (V + - V-)

أين،

  • AOL هو كسب حلقة مفتوحة لمكبر الصوت
  • V + هو الإدخال غير المقلوب لمكبر الصوت
  • V- هو المدخل المقلوب لمكبر الصوت

على الرغم من وجود العديد أنواع مكبرات الصوت التشغيلية ، 741 أمبير في كثير من الأحيان تستخدم كدائرة مقارنة في العديد من الدوائر الإلكترونية.


دائرة المقارنة

الجهاز الذي يتكون من طرفي إدخال ، يتم فيه تغذية إشارة الدخل المرجعي إلى طرف واحد ويتم تغذية القيمة الفعلية للإشارة إلى طرف آخر. بعد ذلك ، يتم إنشاء إشارة خرج عند طرف الخرج بناءً على الفرق بين إشاري الدخل اللذين يتم تغذية طرفي الإدخال. تكون إشارة الخرج المولدة إما 0 (منخفضة) أو 1 (عالية).

في المصطلحات الكهربائية والإلكترونية ، يُطلق على الجهاز المستخدم لمقارنة إشارتين من إشارات الجهد أو الإشارات الحالية التي يتم تغذيتها إلى طرفي الإدخال التناظري ، وبالتالي إنتاج إشارة خرج رقمية ثنائية للإشارة إلى إشارة الإدخال الأكبر دارة المقارنة .

دائرة المقارنة

دائرة المقارنة

يتم تمثيل طرفي الإدخال التناظري كـ V + (Vin) & V- (Vref) في دائرة المقارنة أعلاه. يتم إنشاء الإخراج الرقمي في طرف الإخراج V0 (Vout). يتم إعطاء إشارة الخرج لدائرة المقارنة بواسطة

إذا كان V +> V- (Vin أكبر من Vref) ، فإن V0 = 1 و
إذا كان V +

بشكل عام ، تُستخدم المقارنات في الأجهزة مثل مذبذبات الاسترخاء ، والمحولات التناظرية إلى الرقمية (ADCs) ، وأيضًا في الأجهزة المستخدمة لقياس الإشارات التناظرية. تتكون المقارنات من مكبرات صوت تفاضلية عالية الكسب ويمكننا استخدام op amp كدائرة مقارنة.

أب أمبير كمقارن

تعد مكبرات الصوت التشغيلية 741 مضخمات تشغيلية أساسية يمكن استخدامها كدائرة مقارنة في العديد من الدوائر الإلكترونية. على سبيل المثال ، إذا أخذنا في الاعتبار أ مفتاح التحكم في درجة الحرارة ثم يتم إجراء عملية التبديل على أساس درجة الحرارة. إذا تجاوزت قيمة درجة الحرارة الفعلية قيمة درجة الحرارة المرجعية المحددة مسبقًا ، فسيتم إنتاج جهد الخرج (منخفض أو مرتفع) بواسطة مستشعر درجة الحرارة وفقًا لذلك.

إذا أخذنا في الاعتبار ترتيب المقارنة الأساسي ، فسيكون هناك اختلافات عالية التردد في الجهد بسبب الضوضاء. يجب مراعاة هذه المشكلة في حالة مكبرات الصوت التشغيلية المصممة بشكل خاص كدوائر مقارنة. يتم إنتاج هذه الضوضاء عندما تكون إشارة جهد الدخل وإشارة الجهد المرجعي قريبة من بعضها البعض.

Op Amp كدائرة مقارنة

Op Amp كدائرة مقارنة

تحدث الاختلافات في الجهد العالي التردد بسبب الطبيعة العشوائية للضوضاء ، ونتيجة لذلك ، في التعاقب السريع ، يصبح جهد إشارة الدخل أكبر أو أقل من الجهد المرجعي. وبالتالي ، ستتأرجح إشارة الخرج بين مستوى الجهد الأقصى وأدنى مستوى للجهد. يمكن تقليل هذه المشكلة عن طريق التقديم التخلفية . يمكننا ضبط فجوة التخلفية في ترتيب دائرة الزناد Schmitt من خلال تطبيق التباطؤ على دائرة مقارنة op amp باستخدام ردود الفعل الإيجابية. يوضح الشكل المرجع أمبير كدائرة مقارنة مع التباطؤ.

Op Amp كعملية تشغيل دائرة المقارنة

بشكل عام ، يتقلب ناتج أمبير المرجع الموجب والسالب إلى الجهد المتطرف الذي يساوي تقريبًا إمكانات العرض. اذا كان 741 على أمبير متصل بـ 18 فولت +/- ، ثم يتم إعطاء أقصى جهد للخرج كـ +/- 15 فولت. هذا يرجع إلى مكاسب حلقة مفتوحة عالية للغاية من المرجع أمبير (10000 إلى 1 مليون). وبالتالي ، إذا تم إنشاء +/- 150 ميكرو فولت من فرق الجهد عن طريق أي إدخال ، فسيتم تضخيمه تقريبًا بمليون مرة ويتم دفع الإخراج إلى التشبع. وبالتالي ، يظل الناتج عند قيمته القصوى أو الدنيا.

Op Amp كعملية تشغيل مخطط دائرة المقارنة

Op Amp كعملية تشغيل مخطط دائرة المقارنة

أثناء استخدام المرجع أمبير كمقارن في الأجهزة ، يمكن استخدام الحلقة المفتوحة لمقارنة الفولتية. لذلك ، اعتمادًا على الاختلاف بين قيمة جهد الإدخال وقيمة الجهد المرجعي ، سيكون الناتج Vout مساويًا للقيمة العالية القصوى أو القيمة المنخفضة الدنيا (قيمة جهد الدخل ستكون أكبر أو أقل من قيمة الجهد المرجعي قليلًا بواسطة micro فولت).

يتم تغذية الجهد المرجعي إلى طرف إدخال غير مقلوب من المرجع أمبير ويتم تغذية الجهد المتغير إلى طرف إدخال مقلوب من المرجع أمبير. ضع في اعتبارك مخطط دائرة مقارنة المرجع أمبير الموضح في الشكل ، إذا كان الجهد المغذي للطرف 2 أكبر من الجهد المرجعي المغذي إلى الطرف 3 ، فإن جهد الخرج يصبح منخفضًا ويكون أكبر بشكل هامشي من –Vs. إذا كان الجهد الذي يتم تغذيته إلى الطرف 2 أقل من الجهد المرجعي الذي يتم تغذيته إلى الطرف 3 ، فإن جهد الخرج يصبح مرتفعًا ويكون أقل بشكل هامشي من + Vs.

هناك العديد من مكبرات الصوت المخصصة لتشغيل أجهزة المقارنة ، وتستخدم دوائر مقارنة المرجع أمبير هذه لإجراء مقارنات عالية السرعة. تتغير حالة الإخراج لدارات مقارن المرجع هذه في أقل من 1 ميكروثانية. ولكن ، هذه الدوائر عالية السرعة المقارنة في المرجع أمبير تستهلك المزيد من الطاقة ، اعتمادًا على سرعة المقارنة. بناءً على سرعة المقارنات ومقدار استهلاك الطاقة ، يتم تصنيف هذه المقارنات إلى أنواع مختلفة. يمكن استخدام مقارن op amp المحدد لتطبيق معين حسب السرعة المطلوبة و / أو استهلاك الطاقة .

تطبيق Op Amp كمقارن في دوائر Electroncis العملية

نظام مراقبة درجة حرارة التربة والرطوبة على أساس شبكات الاستشعار اللاسلكية باستخدام مشروع اردوينو تم تصميمه لتطوير نظام ري أوتوماتيكي يتحكم في تشغيل محرك المضخة (تشغيل وإيقاف) عن طريق استشعار محتوى رطوبة التربة.

نظام مراقبة درجة حرارة التربة والرطوبة يعتمد على شبكات الاستشعار اللاسلكية باستخدام Arduino بواسطة Edgefxkits.com

نظام مراقبة درجة حرارة التربة والرطوبة يعتمد على شبكات الاستشعار اللاسلكية باستخدام Arduino بواسطة Edgefxkits.com

يستشعر ترتيب الاستشعار رطوبة التربة ويتم إعطاء إشارة مناسبة إلى لوحة Arduino. يتم تحقيق ذلك باستخدام أمبير المرجع كدائرة مقارنة تعمل كواجهة بين ترتيب الاستشعار والميكروكونترولر. بناءً على الإشارة الواردة من ترتيب الاستشعار ، يتم تشغيل مضخة المياه. تُستخدم شاشة LCD لعرض حالة محتوى رطوبة التربة ومضخة المياه.

علاوة على ذلك ، يمكن تقديم المساعدة الفنية بناءً على استفساراتك المنشورة في قسم التعليقات أدناه. يمكنك تنزيل كتابنا الإلكتروني المجاني إلى تصميم مشاريع الإلكترونيات لوحدك.

هل تعرف أي تطبيقات أنظمة مدمجة يتم فيها استخدام op-amp كدائرة مقارنة؟