Аналоговые компараторы напряжения Устройство и принцип действия

Главная

Аналоговые компараторы напряжения

 

Аналоговые компараторы напряжения предназначены для определения момента равенства двух напряжений и выработки цифровых выходных сигналов 0 или 1 в зависимости от знака разности сравниваемых сигналов. Компаратор представляет собой одноразрядный аналого-цифровой преобразователь. По сути дела, компаратор напряжения чувствителен к полярности напряжения, приложенного между его сигнальными входами. Напряжение на выходе компаратора будет иметь высокий уровень всякий раз, когда разность напряжений между неинвертирующим и инвертирующим сигнальными входами положительна и, наоборот, когда разностное напряжение отрицательно, выходное напряжение компаратора соответствует логическому нулю.

Графическая зависимость выходного напряжения от разности входных сигналов и условное графическое обозначение компаратора приведены на рис.14.1 . Помимо основных сигнальных входов и выходов, компараторы напряжения могут иметь служебные входы различного назначения: балансировки, стробирования, согласования уровней и др. Наличие балансировочного входа позволяет осуществлять балансировку выхода при помощи внешнего подстроечного резистора и дает возможность скорректировать напряжение смещения нулевого уровня, возникающее во входном дифференциальном каскаде. С помощью балансировки можно также установить предпочтительное начальное состояние выхода.

Рис.13.10. Универсальный фильтр второго порядка

 

 

Рис.14.1. Передаточная характеристика (а) и условное графическое обозначение стробируемого компаратора напряжения (б)

 

 

Входы стробирования предназначены для фиксации момента времени, когда производится сравнение входных сигналов и выдача результата сравнения на выход. Результаты сравнения могут появляться на выходе компаратора только во время строба (компаратор со стробом без памяти) или могут фиксироваться в элементах памяти компаратора до прихода очередного импульса строба (компаратор с памятью). Кроме этого, стробирование может выполняться по уровню импульса или по его фронту. Для указания стробирования по фронту на входе стробирования изображают направление перепада от низкого уровня к высокому (рис.14.2, а) или, наоборот, от высокого к низкому (рис.14.2, б).

Рис.14.2. Условное обозначение входа стробирования по переднему (а) и заднему (б) фронту импульса

 

Поскольку импульс строба приходит одновременно с изменяющимся входным сигналом, то минимальная длительность строба (или его фронта) должна быть такой, чтобы входной сигнал успел пройти входной каскад компаратора, прежде чем сработает ячейка памяти. Это время называет обычно временем разрешения выборки. Применение стробирования повышает помехозащищенность компараторов, так как помеха может изменить состояние выхода только на малое время разрешения выборки.

Компараторы напряжения условно делятся на две группы в соответствии с временными диаграммами (рис. 14.3): с характеристикой без гистерезиса и с гистерезисом.

К компараторам второй группы предъявляется ряд дополнительных требований, определяемых их функциональным назначением. Основными из них являются, минимальная ширина петли гистерезиса передаточной характеристики, наличие которой приводит к неоднозначности срабатывания компаратора, и более высокие требования к точности и стабильности уровней срабатывания.

 

 

Рис.14.3. Временные диаграммы работы компаратора без гистерезиса (б) и с гистерезисом (в)

 

 

 

 

 

Характеристики аналоговых компараторов

Простейшие компараторы на операционных усилителях

Импульсные стабилизаторы напряжения

Компараторы на интегральных микросхемах

Линейные стабилизаторы напряжения

Триггер Шмитта

Усилители напряжения модулирующей частоты

Условное обозначение конденсаторов

Компаратор с гистерезисом – ElettroAmici

Всем доброго времени суток. В предыдущих статьях я рассказывал о применении операционных усилителей в линейных схемах, где ОУ охвачен отрицательной обратной связью, которая позволяет строить усилители, параметры которых будут в основном определяться элементами обвязки ОУ. Данная статья расскажет о применении ОУ без обратной связи или даже с положительной обратной связью (ПОС).

Для сборки радиоэлектронного устройства можно преобрески DIY KIT набор по ссылке.

Работа операционного усилителя без обратной связи

Как известно напряжение на выходе ОУ UВЫХ определяется произведением входного дифференциального напряжения UД (разность напряжений между входными выводами) на коэффициент усиления ОУ по напряжению КU

Операционные усилители имеют очень большой коэффициент усиления ОУ по напряжению КU = 105 … 106, а выходное напряжение не может выйти за пределы напряжения питания (обычно несколько меньше). Поэтому, для того чтобы ОУ работал в качестве усилителя напряжения максимальное входное дифференциальное напряжение не должно превышать нескольких десятков мкВ (при UПИТ = 15 В, КU = 105, UД ≈ 150 мкВ). С учётом вышесказанного можно сделать вывод, что без применения отрицательной обратной связи, которая снижает усиление ОУ в схеме, применение ОУ бесполезно, так как при входных напряжениях в несколько милливольт ОУ войдёт в насыщение с выходным напряжением равным напряжению питания.

Но существуют схемы, в которых операционные усилители применяются без обратной отрицательной связи, а в некоторых случаях специально вводят положительную обратную связь

(ПОС) для увеличения коэффициента усиления схем. Одним из видов таких схем являются пороговые устройства, в состав которых входят различные компараторы, триггеры Шмитта, детекторы уровней напряжения.

Принцип работы компаратора

Простейшим пороговым устройством является компаратор. Он сравнивает напряжение, которое поступает на один из его входов, с опорным напряжением, которое присутствует на другом его входе. Простейший компаратор получается из операционного усилителя, в котором отсутствует отрицательная обратная связь. Рассмотрим принцип работы компаратора напряжений на основе ОУ, схема которого изображена ниже

Использование ОУ в качестве компаратора и графики входного и выходного напряжений.

В основе компаратора лежит ОУ на инвертирующий вход, которого поступает входное напряжение UBX, а неинвертирующий вход соединён с источником опорного напряжения UОП. Принцип работы компаратора изображённого на рисунке заключается в следующем: когда входное напряжение UBX больше опорного UОП, то выходное напряжение принимает значение отрицательного напряжения насыщения –UНАС и остаётся неизменным пока входное напряжение UBX не уменьшиться ниже опорного напряжения UОП, в этом случае на выходе будет напряжение положительного насыщения +UНАС.

На рисунке изображен компаратор с инвертирующим выходным сигналом

по отношению к входному сигналу. Для того, чтобы не происходило инверсии на выходе необходимо поменять подключение выводов ОУ, то есть входной сигнал должен поступать на неивертирующий вход, а опорное напряжение на инвертирующий вывод. Тогда при превышении опорного напряжения на выходе ОУ будет положительное напряжение насыщения, а при входном напряжении меньше, чем опорное напряжение на выходе будет присутствовать отрицательное напряжение насыщения ОУ.

Основные схемы компаратора

Существует много разновидностей компараторов, но в из основе лежат две основные схемы: одновходовая и двухвходовая. Одновходовая схема позволяет сравнивать разнополярные напряжения по модулю

, то есть по абсолютной величине. Двухвходовый же компаратор
сравнивает два напряжения с учётом знака
. Расссмотрим обе схемы подробнее.
Схема одновходового компаратора.
На рисунке выше изображён одновоходовый компаратор, позволяющий сравнивать два разнополярных напряжения по абсолютному значению (по модулю). В его основе лежит инвертирующий сумматор, в котором отсутствует отрицательная обратная связь, поэтому ослабления коэффициент усиления операционного усилителя не происходит. В результате чего на инвертирующем входе ОУ происходит суммирование входного напряжения UBX и опорного напряжения UОП приведённого к инвертирующему входу UПРИВ, а результат суммирования усиливается ОУ и выводится на его выход. Для того чтобы происходило сравнение необходимо фактически производить операцию вычитания, то есть напряжения на входах UBX и UПРИВ должны иметь разную полярность.

Приведённое напряжение UПРИВ можно вычислить по следующему выражению

Резистор R3 предназначен для компенсации входного тока смещения и должен быть равен величине параллельно соединённых резисторов R1 и R2

Основным недостатком данной схемы является необходимость использования стабилизированного отрицательного напряжения, что приводит к усложнению схемы. Поэтому одновходовый компаратор не получил широкого распространения.

Наибольшее распространение получила схема двухвходового компаратора, в котором отсутствует необходимость в отрицательном напряжении. Схема данного компаратора приведена ниже

Схема двухвходового компаратора.

В основе двухвходового компаратора лежит дифференциальный усилитель, в котором отсутствует отрицательная обратная связь, поэтому разность между входным напряжением UBX и UОП опорным напряжение усиливается ОУ, не имеющего снижения коэффициента усиления из-за отсутствуя ООС, и выделяется на выходе ОУ. В данной схеме входные резисторы R1 и R2 имеют одинаковое значение.

Компараторы применяются в широком спектре схем:

1. Триггеры Шмитта и в схемах формирования сигнала, преобразующих сигнал произвольной формы в прямоугольный или импульсный сигнал.
2. Детекторы уровня – схемы, в которых происходит индицирование момента достижения входным сигналом заданного уровня опорного напряжения.
3. Генераторы импульсных сигналов, например, треугольной или прямоугольной формы.

При использовании компаратора в схемах, где входное напряжение медленно меняется и амплитуда сигнала очень близка к опорному напряжению, то шумы на входном выводе могут вызвать ложные срабатывания компаратора и на его выходе могут появиться дополнительные импульсы, что продемонстрировано на рисунке ниже

Появление ложных импульсов на выходе компаратора.

Для устранения таких ложных срабатываний компаратора, в его схему вводится некоторый гистерезис, путём добавления положительной обратной связи (ПОС) к операционному усилителю.

Типы компараторов

Специалисты разделяют компараторы на такие типы:

• аналоговые изделия;
• компараторы на операционном усилителе.

Аналоговый компаратор

В данное время довольно часто применяется аналоговый компаратор, который оснащен специальным транзисторным входом. Входящий потенциал сигнала в устройстве имеет значение не меньше 0,4 вольта и никогда не увеличивается. Изделие часто делают очень быстрого реагирования, из-за чего входящий сигнал будет меньше указанного диапазона, например, 0,3 вольта. Зачастую подобный диапазон может ограничиваться лишь определенным входным напряжением на транзисторе.

Компаратор на операционном усилителе

Кроме простого устройства, еще изготавливают видеоспектральный компаратор на операционном усилителе. Такое изделие обладает довольно точной балансировкой разницы входного напряжения и большим сопротивлением сигнала на выходе. Из-за такого свойства, компаратор на операционном усилителе можно применять в низко проводимых электрических цепях с маленьким напряжением.

Другими словами, операционный усилитель частоты способен работать совместно с открытым контуром и используется как изделие небольшой производительности. В процессе работы, не инвертирующий вход имеет более высокое значение напряжения, нежели инвертирующий вход. Большое усиление сигнала, который выходит из усилителя, провоцирует выход маленького напряжения на входе устройства.

Если не инвертирующий вход спадает меньше инвертирующего, то сигнал на выходе способен насытиться при отрицательном уровне напряжения, но он будет проводить электрические импульсы. Значение напряжения на выходе операционного усилителя может ограничиваться лишь напряжением питающей сети. Вся электрическая цепь усилителя работает только в линейном режиме при отрицательном значении обратной связи. Этому способствует специальный хорошо сбалансированный источник питания. Практически вся аппаратура, которая работает вместе с компаратором, оборудована функцией фиксации полученной информации. Подобные электронные принципы не способны работать в схемах, в которых применяются плохо проводящие радиоэлементы и разомкнутые контуры.

Недостатки устройства на операционном усилителе

У компаратора с операционным усилителем есть такие недостатки:

1. Подобные усилители способны работать только в линейном режиме с отрицательным значением обратной связи. Однако операционные усилители довольно долго восстанавливаются.
2. Практически все усилители оборудованы специальным конденсатором для внутренней компенсации, который способен ограничить скорость увеличения напряжения на выходе для сигналов с большой частотой. Другими словами, подобная схема может задержать электрический импульс.
3. Устройство не обладает внутренним гистерезисом.

Обладая такими недостатками, компаратор для управления разными цепями применяется без операционного усилителя. Единственным исключением можно считать только генератор. Это устройство необходимо для различных процессов с ограничительным значением напряжения на выходе, которое способно осуществлять взаимодействие с цифровой логикой. Именно поэтому они применяются в разной термической аппаратуре. А также его используют, чтобы сравнивать электрические сигналы и сопротивления таких приборов, как стабилизатор или таймер.

Триггер Шмитта

Как сказано выше для устранения ложных срабатываний компаратора, известных, как «дребезг контактов» необходимо использовать схему компаратора с петлёй гистерезиса, которая получила название триггера Шмитта.

В одной из статей я рассказывал о триггере Шмитта выполненном на транзисторах. Он характеризуется тем, что в отличие от компаратора имеет так называемую петлю гистерезиса. То есть компаратор переключается из высокого уровня напряжения в низкий при одной и той же величине входного напряжения, а триггер Шмитта имеет два уровня (порога) переключения

. Данное различие иллюстрирует изображение ниже

Изменение входного и выходного напряжения компаратора (справа) и триггера Шмитта (слева).
Уровни напряжения, при которых происходит переключение триггера Шмитта называются верхним уровнем (порогом) срабатывания триггера UВП и нижним уровнем (порогом) срабатывания триггера UНП.

Для реализации триггера Шмитта применяют ОУ охваченные положительной обратной связью (ПОС), которая реализуется подачей на неинвертирующий вход части выходного напряжения. Схема триггера Шмитта изображена ниже

Триггер Шмитта на операционном усилителе.

Работа триггера Шмитта во многом похожа на работу компаратора, только в отличие от него в триггере опорное напряжение не постоянно, а зависит от разности выходного и опорного напряжений, то есть имеет различные значения.

Рассмотрим инвертирующий триггер Шмитта. В исходном входное напряжение не превышает верхнего уровня срабатывания триггера UВП, поэтому на выходе присутствует положительное напряжение насыщения UНАС+ (примерно на 1 – 2 В ниже положительного напряжения питания UПИТ+). Когда входное напряжение достигает верхнего порога переключения UВП выходное напряжение резко упадёт до уровня отрицательного напряжения насыщения UНАС-(примерно на 1 – 2 В выше отрицательного напряжения питания UПИТ-). Верхний уровень напряжения переключения триггера Шмитта определяется следующим выражением

Далее триггер остаётся в устойчивом состоянии до тех пор, пока входное напряжение не станет меньше нижнего порога срабатывания UНП, а на выходе триггера установится положительное напряжение насыщения UНАС+. Нижний порог срабатывания триггера определяется следующим выражением

Таким образом, петля гистерезиса будет зависеть от соотношения резисторов R2 и R3, а ширина петли гистерезиса UГИС определяется разностью верхнего порога срабатывания UВП и нижнего порога срабатывания UНП

Триггеры Шмитта на ОУ являются основой для построения различных генераторов импульсов, поэтому важнейшими характеристиками ОУ работающих в импульсных схемах является быстродействие, которое зависит от задержек срабатывания и времени нарастания выходного напряжения.

Компаратор с гистерезисом и без гистерезиса

Исходные данные для расчета представлены в таблицах 74 и 75.

Таблица 74. Исходные данные для расчета компаратора

Вход		Выход		Питание
ViMin	ViMax	VoMin	VoMax	Vcc	Vee	Vref
0 В	5 В	0 В	5 В	5 В	0 В	5 В

Таблица 75. Пороговые значения

Нижний порог переключения VL	Верхний порог переключения VH	VH – VL
2,3 В	2,7 В	0,4 В

Описание схемы

Компараторы используются, чтобы сравнить два входных сигнала и сформировать выходной сигнал в зависимости от того, какой из входных сигналов больше (рисунок 84). Шум или дребезг входных сигналов могут привести к множественным переключениям компаратора. Для борьбы с такими переключениями используется гистерезис, устанавливающий верхнюю и нижнюю границу переключения.

Рис. 84. Схемы компараторов с гистерезисом (слева) и без гистерезиса (справа)

Рекомендуем обратить внимание:

• следует использовать компаратор с минимальным собственным током потребления;
• точность задания пороговых значений гистерезиса определяется точностью номиналов резисторов;
• задержка срабатывания определяется параметрами используемого компаратора.

Порядок расчета компаратора с гистерезисом

• Выбираем значение резистора R1 = 100 кОм. Значения пороговых напряжений были определены в таблице исходных данных (таблица 74): VL = 2,3 В, VH = 2,7 В.
• Рассчитаем R2 по формуле 1:

• Рассчитаем R3 по формуле 2:

• Проверяем полученное значение гистерезиса, согласно формуле 3:

Компаратор напряжения

: Введение в компараторы

Электроника сегодня является одной из самых разнообразных тем. Есть чему поучиться, будь то хобби или карьера. Почти все сегодня электронное; сюда входят как простые бытовые приборы, так и промышленное оборудование.

Если вы использовали схему детектора или схему делителя, скорее всего, вы столкнулись с компаратором. Поэтому, чтобы дать вам лучшее понимание предмета, давайте копнем глубже. Вот простое введение в компараторы.

 

Содержание

Что такое компаратор?

 

Микросхемы компараторов

Источник: Wikimedia Commons  

Компаратор — это простое устройство, которое сравнивает различные напряжения и токи. Следовательно, он имеет две клеммы ввода аналоговых сигналов. Как правило, они включают в себя V+ и V- и одно напряжение двоичного цифрового выходного сигнала, зарегистрированное как V0. Таким образом, компараторы идеально подходят для обнаружения сравнительных измерений напряжений и токов. Таким образом, компараторы идеально подходят для обнаружения сравнительных измерений напряжений и токов.

Впоследствии, в каждом компараторе есть схема дифференциального усилителя с высоким коэффициентом усиления. По этой причине схема усилителя есть в большинстве устройств. Он измеряет и оцифровывает аналоговые входные напряжения. Например, генераторы релаксации, а также аналого-цифровые преобразователи (АЦП).

При расчете выходного сигнала компаратора вы будете использовать это уравнение.

Также компаратор имеет пять основных параметров. Это:

• Напряжение гистерезиса
• Ток смещения
• Супермощные качели
• Напряжение сток-исток
• Время задержки выхода

 

Принцип работы

 

Принцип работы компаратора

Источник: Википедия В результате напряжения или токи являются входными сигналами компаратора. Как только все входы совпадают, электронная схема компаратора сравнивает их и выводит.

Следовательно, на выходе либо 1, либо 0. Прежде всего, 1 указывает на напряжение в цепи положительной обратной связи (высокий уровень). 0, с другой стороны, показывает отрицательную обратную связь (низкий уровень). Вы можете выбрать схему операционного усилителя, чтобы заменить компаратор. Однако операционный усилитель не имеет отрицательной обратной связи.

Учитывая это, коэффициент усиления операционного усилителя без обратной связи выше, чем у компаратора. Следовательно, он может обрабатывать входы только с минимальным дифференциальным входным напряжением.

Таким образом, принцип работы компаратора заключается в преобразовании электрических сигналов.

 

ИС компаратора

 

Здесь представлен обзор широкого спектра ИС компаратора, доступных сегодня на рынке. Эти микросхемы включают:

• LM324
• ЛМ358
• UA741
• TL081\2\3\4
• OP07
• ОП27

Кроме того, эти микросхемы относятся к разным категориям. Например, сигма, оптические, электронные, пневматические, цифровые, механические и электрические. В результате различные типы ИС компараторов представляют собой различные области применения.

 

Как построить схему компаратора напряжения с помощью ИС 741

 

Операционный усилитель.

Источник: Википедия.

 

Обычно компаратор напряжения представляет собой схему, сравнивающую входные сигналы опорного напряжения. Кроме того, его базовый блок образует схему генерации несинусоидальной волны.

 

По большей части компараторы представляют собой простые интерфейсы между аналоговыми и цифровыми схемами. Они также используются в схемах преобразования и генерации сигналов. Кроме того, компараторы напряжения бывают разных форм.

• Однопредельные компараторы
• Компараторы диапазонов напряжения с гистерезисом
• Двухпороговые компараторы
• Компараторы напряжения с тремя состояниями

 

Требования

 

Фоторезистор

Источник: Wikimedia Commons

• Резистор 33 кОм
• Резистор 330 Ом
• Потенциометр 10 кОм
• LM741 Операционный усилитель
• Светодиод
• Батарейки постоянного тока типа ААА

 

Распиновка LM741

 

Распиновка LM741

 

Процесс подключения LM741 к схеме компаратора

 

Схема ОУ

 

Прежде чем начать, вам необходимо подключить LM741 к схеме. Для начала поместите +15 В постоянного тока на контакт 7, а -15 В постоянного тока на контакт 4. Обязательно сделайте это, чтобы операционный усилитель имел мощность смещения для усиления.

 

Уравнения схемы

 

После подключения микросхемы к схеме выходное напряжение будет равно:

Коэффициент усиления по току на входах операционного усилителя также аналогичен:

Если вы хотите увеличить прирост операционного усилителя, вам нужно только использовать более значительное значение резистора Rf. Однако, если вы собираетесь уменьшить платеж, вы должны использовать более низкое значение сопротивления для Rf. Калькуляторы операционных усилителей имеют большое значение для получения точных значений.

Схема

 

Вот принципиальная схема ночника.

Полная схема усилителя ночного освещения

 

На приведенной выше схеме операционный усилитель питается от напряжения 5 вольт; это терминал V+. Наконец, входная клемма V подключается к земле. Следовательно, эти два входа являются инвертирующими и неинвертирующими. И, наконец, делитель напряжения подключается к неинвертирующему входу.

По этой причине входное напряжение может меняться в зависимости от уровня окружающего освещения. Все это происходит при настройке потенциометра. Впоследствии изменение продемонстрирует изменение напряжения.

После завершения калибровки схемы эксперимент готов к работе.

 

Пробой эксперимента

 

На свету сопротивление фоторезистора меньше установленного значения 33 кОм. В результате положительное выходное напряжение поступает на 33 кОм вместо фоторезистора. Во время этой фазы напряжение на неинвертирующей клемме меньше, чем на инвертирующей клемме. Следовательно, светоизлучающий диод не включается.

Однако в условиях отсутствия или слабого освещения происходит обратное. Потенциометр имеет большее сопротивление напряжению по сравнению с исходными 33 кОм.

Следовательно, большее напряжение и переменный ток будут протекать через него, а не через резистор 33 кОм. Для этого напряжение неинвертирующей клеммы больше, чем на инвертирующей клемме. В результате загорится светоизлучающий диод.

 

Приложение для компараторов

 

Blink Comparator 2

Источник: Wikimedia Commons  

 

• Для смартфонов
• Автомобильное применение
• Нестабильные мультивибраторы
• Датчик сердцебиения
• Система контроля влажности
• Световая сигнализация
• Моностабильные мультивибраторы        
• Осциллятор
• Компаратор фаз
• Датчик дыма
• Аварийный сигнал температуры        
• Двухпороговый компаратор

 

Заключение

 

В заключение, с вышеизложенными знаниями у вас теперь есть неограниченная свобода экспериментировать. Наконец, если вы хотите расширить свои знания об электронике, мы вас поддержим. Не стесняйтесь обращаться к нам.

 

 

6.3 Компаратор напряжения без обратной связи – основы прикладной электротехники

Очень распространенное применение операционного усилителя, преднамеренно использующее насыщение, — это компаратор напряжения. Эта схема сравнивает два входных напряжения и выдает двоичное выходное напряжение (то есть напряжение, которое может иметь только одно из двух возможных значений), чтобы указать, какое напряжение выше. Рассмотрим показанную схему с однополярным напряжением питания В

СС . Предположим, что операционный усилитель является идеальным с бесконечным коэффициентом усиления без обратной связи, A. Выходное напряжение попадает на шину питания положительного напряжения, V _CC вольт, всякий раз, когда дифференциальное входное напряжение положительно, т. е. когда V ₊ > V _–  . Точно так же выходное напряжение находится на шине заземления, 0 вольт, всякий раз, когда дифференциальное входное напряжение отрицательно, т. е. когда V ₊ – . Если мы рассмотрим реальный операционный усилитель с конечным коэффициентом усиления без обратной связи, например A=10 ⁶ , тогда выход будет располагаться на положительной шине питания всякий раз, когда V+ превышает V- на 1 мкВ, что является очень малым значением.

Рисунок 6.17. Пример

. Разработайте схему компаратора на операционном усилителе, которая определяет, превышает ли тестовое напряжение V _test опорное напряжение V _ref . Схема должна вызывать свечение светодиода всякий раз, когда V

test > V _ref .

Решение: ОУ настроен как компаратор напряжения с входами V _test и V _исх.  (Нас не интересует, откуда эти напряжения берутся в этой схеме; в следующей главе мы рассмотрим это с использованием более подробной схемы.) При питании однополярным напряжением питания +5 В выходной сигнал операционного усилителя будет высоким. (+5 В), когда V _test > V _ref , и низкий уровень (0 В или потенциал заземления) в противном случае. Светодиод на выходе операционного усилителя служит индикатором, который светится, когда V

test > V _ref . Резистор 100 Ом между анодом светодиода и выходом операционного усилителя был выбран таким, чтобы обеспечить ток ~ 30 мА в цепи светодиода, что привело бы к яркому свечению светодиода.

Рисунок 6.18

 

Вопрос: в только что рассмотренном примере резистор какого номинала следует использовать в выходной цепи вместо резистора 100 Ом, если используется шина питания 12 В вместо 5 В? Предположим для этого случая, что светодиод падает на 2 В и должен работать при токе 10 мА.

Ответ: Выход высокого уровня операционного усилителя будет 12В. Резистор упадет на 10 В, а соответствующее сопротивление будет R = V / I = 10 / 0,01 = 1000 Ом = 1 кОм.

Обратите внимание, что в этих двух примерах предполагалось, что выходное напряжение достигает насыщения на шине питания, 5 и 12 вольт. В этих примерах мы игнорируем падение напряжения ~ 1 В между шиной питания и насыщенным выходом.