kategoriler: Öne Çıkan Makaleler » Pratik Elektronik
Görüntülenme sayısı: 162,409
Makaleye yorum: 5
Karşılaştırıcı devreleri
Voltaj karşılaştırıcısı nasıl
Birçok açıklamada, karşılaştırıcı, bir çarşıda olduğu gibi geleneksel kaldıraç ölçekleriyle karşılaştırılır: bir kaseye standart bir ağırlık - ağırlıklar konur ve satıcı, patates gibi ürünleri diğer tarafa koymaya başlar. Ürünün ağırlığı, ağırlıkların ağırlığına eşit olur olmaz, daha kesin olarak biraz daha fazla, ağırlıkları olan bardak acele eder. Tartım bitti.
Aynı şey karşılaştırıcıda da olur, sadece bu durumda ağırlıkların rolü referans voltajı tarafından oynanır ve giriş sinyali bir patates olarak kullanılır. Karşılaştırıcının çıkışında mantıksal bir birim görünür görünmez voltaj karşılaştırmasının meydana geldiği düşünülmektedir. Bu, dizinlerde “karşılaştırıcının eşik duyarlılığı” olarak adlandırılan çok “biraz daha” dır.
Gerilim Karşılaştırıcı Kontrolü
Acemi jambonları - elektronik mühendisleri genellikle belirli bir parçayı nasıl kontrol edeceğinizi sorar. Karşılaştırıcıyı kontrol etmek için herhangi bir karmaşık devre kurmanıza gerek yoktur. Karşılaştırıcının çıkışına bir voltmetre bağlamak ve girişlere regüle edilmiş voltajlar uygulamak ve karşılaştırıcının çalışıp çalışmadığını belirlemek yeterlidir. Ve elbette, karşılaştırıcıya hala güç vermeyi hatırlıyorsanız çok iyi olacak!
Bununla birlikte, birçok karşılaştırıcının, makalede açıklanan toplayıcının ve yayıcının bulgularının basitçe "havada asılı kaldığı" bir çıkış transistörü olduğunu unutmamak gerekir. "Analog Karşılaştırıcılar". Bu nedenle, bu sonuçların buna göre bağlanması gerekir. Bunun nasıl yapılacağı Şekil 1'de gösterilmiştir.
Şekil 1. Karşılaştırıcı bağlantı şeması
Alınan referans voltajı bölücü R2, R3 besleme gerilimi + 5V. Sonuç olarak, ters girişte 2.5V elde edilir. Değişken direnç R1 sürgüsünün en düşük konumda olduğunu, yani. üzerindeki voltaj 0V'dir. Aynı voltaj karşılaştırıcının doğrudan girişindedir.
Şimdi, değişken direnç R1 motorunu döndürerek, karşılaştırıcının doğrudan girişindeki voltajı kademeli olarak artırın, daha sonra 2.5V'a ulaşıldığında, karşılaştırıcı çıkışında mantık 1 görünür, çıkış transistörünü açacak, HL1 LED'i yanacaktır.
Şimdi R1 motoru voltajı düşürme yönünde döndürülürse, belli bir anda LED HL1 şüphesiz kapanacaktır. Bu, karşılaştırıcının düzgün çalıştığını gösterir.
Deney biraz karmaşık olabilir: karşılaştırıcının doğrudan girişindeki voltajı bir voltmetre ile ölçün ve LED'in hangi voltajda yanacağını ve hangi voltajın söneceğini sabitleyin. Bu voltajlardaki fark, karşılaştırıcının histerezisi olacaktır. Bu arada, bazı karşılaştırıcıların histerezis değerini ayarlamak için özel bir pimi (pimi) vardır.
Böyle bir deney yapmak için, milivolt "yakalayabilen" bir dijital voltmetreye, çok turlu bir kesme direncine ve sanatçı için adil bir sabra ihtiyacınız olacaktır. Böyle bir deney için sabır yeterli değilse, aşağıdakileri yapabilirsiniz, bu çok daha basittir: doğrudan ve ters girişleri değiştirin ve LED'in nasıl davrandığını gözlemlemek için değişken direnci döndürün, yani. karşılaştırıcı çıktısı.
Şekil 1 sadece bir blok diyagramı göstermektedir, bu nedenle pim numaraları gösterilmemiştir. Gerçek bir karşılaştırıcıyı kontrol ederken, pin çıkışı (pin çıkışı) ile uğraşmanız gerekir. Daha sonra, bazı pratik planlar dikkate alınacak ve çalışmalarının kısa bir açıklaması verilecektir.
Genellikle bir durumda, tahtaya ekstra çip takmadan farklı cihazlar oluşturmanıza izin veren iki veya dört olan birkaç karşılaştırıcı vardır. Karşılaştırıcılar birbirinden bağımsız olabilir, ancak bazı durumlarda dahili bağlantılara sahiptir. Böyle bir çip olarak MAX933 çift karşılaştırıcıyı düşünün.
Karşılaştırıcı MAX933
İki karşılaştırıcı mikro devrenin bir mahfazasında “yaşar”. Karşılaştırıcıların kendilerine ek olarak, mikro devrenin içinde yerleşik bir 1.182V voltaj referans kaynağı vardır. Şekilde, mikro devrenin içine zaten bağlı olan bir zener diyotu şeklinde gösterilmektedir: üst karşılaştırıcıya ters girişe ve tabana düz çizgiye. Bu, "Küçük", "Norm", "Çok" (düşük / aşırı gerilim dedektörleri) ilkelerine göre çok seviyeli bir karşılaştırıcı oluşturmayı kolaylaştırır. Bu tür karşılaştırıcılara pencere adı verilir çünkü “norm” pozisyonu “az” ve “çok” arasındaki “pencerede” bulunur.
Çalışma karşılaştırma programı Multisim
Şekil 2, Multisim simülasyon yazılımı kullanılarak üretilen referans voltajın ölçümünü göstermektedir. Ölçüm, karşılaştırıcının Veri Sayfasında belirtilen değere tamamen karşılık gelen 1.182V gösteren bir XMM2 multimetre ile gerçekleştirilir. Pin 5 HYST, - histerezis ayarı, bu durumda kullanılmaz.
Resim 2
S1 anahtarını kullanarak, giriş voltaj seviyesini ve aynı anda her iki karşılaştırıcıda ayarlayabilirsiniz: kapalı bir anahtar, Şekil 3'te gösterildiği gibi girişlere (referans voltajından daha az) düşük bir seviye sağlar, açık bir durum yüksek bir seviyeye karşılık gelir, - Şekil 4. Karşılaştırıcıların çıkışlarının durumu multimetreler XMM1, XMM2 ile gösterilmiştir.
Rakamlarla ilgili yorumlar tamamen gereksizdir - karşılaştırıcıların mantığını anlamak için, multimetrelerin okumalarını ve S1 anahtarının konumunu dikkatlice dikkate almak yeterlidir. Sadece gerçek bir "demir" karşılaştırıcıyı kontrol etmek için böyle bir şemanın önerilebileceği ilave edilmelidir.
Şekil 3.
Resim 4
Gerilim test devresi
Veri Sayfasında gösterilen böyle bir karşılaştırıcının devresi Şekil 5'te gösterilmiştir.
Düşük gerilim (OUTA) ve aşırı gerilim (OUTB) çıkış sinyalleri için, aktif sinyal seviyesi, yukarıdan gelen sinyallerin altını çizerek belirtildiği gibi düşüktür. Bazen bu amaçlar için, sinyal adının önündeki “-” veya “/” işareti kullanılır. Bu sinyallere alarm denilebilir.
GÜÇ İYİ sinyali verilir mantıksal eleman VEher iki alarm da mantıksal birim seviyesine sahip olduğunda. Aktif GÜÇ İYİ sinyali yüksek.
Alarmlardan en az biri düşükse, GÜÇ İYİ sinyali kaybolacaktır - ayrıca azalacaktır. Bu bir kez daha mantıksal devrenin VE düşük seviyeler için mantıksal bir OR olduğunu doğrulamayı mümkün kılar.
Şekil 5. Karşılaştırıcı devre
Kontrollü giriş voltajı, dirençleri kontrollü voltaj aralığı dikkate alınarak hesaplanan R1 ... R3 bölücü ile sağlanır. Hesaplama prosedürü, Veri Sayfasında bir örnekle bile verilmiştir.
Anahtarlama sırasında konuşmayı azaltmak için, histerezis değeri R4, R5 bölücü kullanılarak ayarlanır. Bu dirençler, Veri Sayfasında da verilen formüller kullanılarak hesaplanır. Diyagramda gösterilen değerler için histerezis değeri 50mV'dir.
Yedekleme Yönetimi Şeması
Benzer şemalar, örneğin, alarm sistemleri. Bu şemaların çalışma algoritması oldukça basittir. Şebeke gerilimi kesilirse, güvenlik sistemi pilin çalışmasına geçer ve ağ geri yüklendiğinde, pil şarj edilirken yine güç kaynağından çalışır. Böyle bir algoritmayı uygulamak için en az iki faktör değerlendirilmelidir: şebeke voltajının varlığı ve pilin durumu.
Fonksiyonel kontrol devresi Şekil 6'da gösterilmektedir.
Şekil 6. Tek bir yongadaki yedek güç yönetimi şeması
Düzeltilmiş voltaj + 9VDC, diyot aracılığıyla güvenlik cihazının çalıştırıldığı voltaj regülatörüne beslenir. Bu durumda, bölücü R1, R2, OUTA çıkışlı alt karşılaştırıcı tarafından izlenen bir ağ voltaj sensörüdür. Şebeke gerilimi olduğunda ve bu nedenle, alt karşılaştırıcının çıkışında, pilin şarj edildiği alan etkili transistörü Q1 açan bir mantık birimi. Aynı sinyal ağ çalışma göstergesini kontrol eder.
Şebeke geriliminin kaybolması veya azalması durumunda, karşılaştırıcının çıkışında mantıksal bir sıfır görünür, alan etkili transistör kapanır, pil şarj olmayı durdurur, ağ çalışma göstergesi söner veya farklı bir renk açar. Bir ses sinyalinin görünümü de mümkündür.
Anahtarlama diyotu üzerinden şarj edilmiş bir batarya sabitleyiciye bağlanır ve cihaz çevrimdışı çalışmaya devam eder. Ancak pili tam deşarjdan korumak için, başka bir karşılaştırıcı şemasına göre en üstte olan durumunu izler.
Pil henüz boşalmamış olsa da, karşılaştırıcının B ters girişindeki voltaj referanstan daha yüksektir, bu nedenle karşılaştırıcının çıkış seviyesi düşüktür, bu da pillerin normal şarjına karşılık gelir. Deşarj meydana geldikçe, R3, R4 bölücü üzerindeki voltaj düşer ve referanstan daha düşük olduğunda, karşılaştırıcının çıkışında düşük bir pil olduğunu gösteren yüksek bir seviye kurulacaktır. Çoğu zaman, bu durum cihazın can sıkıcı gıcırtısı ile gösterilir.
Zaman geciktirme devresi
Şekil 7'de gösterilmiştir.
Şekil 7. Karşılaştırıcıdaki zaman gecikmesi şeması
Şema aşağıdaki gibi çalışır. MOMENTARY SWITCH düğmesine basıldığında, C kondansatörü güç kaynağının voltajına şarj edilir. Bu, IN + girişindeki voltajın IN- girişindeki referans voltajından daha yüksek olmasına yol açar. Bu nedenle, OUT çıkışı yüksek bir seviyeye ayarlanır.
Düğmeyi bıraktıktan sonra, kapasitör R direncinden boşalmaya başlar ve üzerindeki voltaj ve bu nedenle, IN + girişinde IN- girişindeki referans voltajın altına düştüğünde, karşılaştırıcının OUT çıkış seviyesi düşük olacaktır. Düğmeye tekrar bastığınızda, her şey tekrarlanır.
IN- girişindeki referans voltajı, üç direncin bir ayırıcısı kullanılarak ayarlanır ve şemada gösterilen değerler 100mV'dir. Aynı bölücü, karşılaştırıcının (HYST) histerezisini 50mV içinde ayarlar. Böylece, kapasitör C 100 - 50 = 50 mV voltajına deşarj edilir.
Cihazın akım tüketimi küçüktür, 35 mikroamperden fazla değildir, çıkış akımı 40 mA'ya ulaşabilir.
Zaman gecikmesi R * C * 4.6 sn formülüyle hesaplanır. Aşağıdaki verilerle yapılan hesaplama buna bir örnektir: 2M & # 937; * 10uF * 4.6 = 92 saniye. Direnç megaohm cinsinden belirtilirse, kapasitans mikrofarad cinsindeyse, sonuç saniyeler içinde elde edilir. Ancak bu sadece hesaplanmış bir sonuçtur. Gerçek zaman, güç kaynağının voltajına ve kondansatörün kalitesine, kaçak akımına bağlı olacaktır.
Bazı basit karşılaştırma devreleri
Daha sonra ele alınacak devrelerin temeli, bir gradyan rölesidir, herhangi bir sinyalin varlığına değil, değişim hızına tepki veren bir devredir. Bu sensörlerden biri fotoğraf rölesidiyagramı Şekil 8'de gösterilmiştir.
Şekil 8. Karşılaştırıcıdaki fotoğraf rölesinin şeması
Giriş sinyali, direnç R1 ve fotodiyot VD3 tarafından oluşturulan bölücüden elde edilir. Bu bölücünün VD1 ve VD2 diyotları ile ortak noktası, karşılaştırıcı DA1'in doğrudan ve ters girişine bağlanır. Böylece, doğrudan ve ters girişlerin aynı voltaja sahip olduğu ortaya çıkar, yani. girişlerdeki voltajlar arasında fark yoktur. Girişlerde bu durum varken, karşılaştırıcının hassasiyeti maksimuma yakındır.
Karşılaştırıcının durumunu değiştirmek için, milivolt cinsinden girişlerdeki voltaj farkı gerekecektir. Bu, küçük parmağınızı bir taşın kenarında asılı uçurumun içine nasıl iteceğinizle ilgili. Bu arada, karşılaştırıcının çıkışında mantıksal bir sıfır bulunur.
Aydınlatma aniden değişirse, fotodiyot üzerindeki voltaj da değişir, varsayalım. Bununla birlikte, karşılaştırıcının her iki girişindeki voltajın ve hemen değişeceği görülüyor. Bu nedenle, girişlerde istenen voltaj farkı çalışmaz ve bu nedenle karşılaştırıcının çıkış durumu değişmez.
Eğer kapasitör C1 ve direnç R3'e dikkat etmezseniz, tüm bunlar böyle olur. Bu RC devresi sayesinde, karşılaştırıcının ters girişindeki voltaj, doğrudan girişe göre bir miktar gecikmeyle artacaktır. Gecikme süresi için, doğrudan girişteki voltaj ters olandan daha büyük olacaktır. Sonuç olarak, karşılaştırıcının çıkışında mantıksal bir birim görünecektir. Bu ünite uzun süre tutulmaz, sadece RC zincirinden kaynaklanan gecikme süresi boyunca.
Aydınlatmanın yeterince hızlı değiştiği durumlarda benzer bir fotoğraf rölesi kullanılır. Örneğin, konveyör üzerindeki güvenlik cihazlarında veya bitmiş ürünlerin sensörlerinde, cihaz ışık akısının kesintisine cevap verecektir. Başka bir seçenek de video gözetim sistemine bir ektir. Fotosensörü monitör ekranına yönlendirirseniz, parlaklıktaki bir değişikliği algılar ve örneğin operatörün dikkatini çeken bir ses sinyali açar.
Dikkate alınan fotoğraf rölesini bir sıcaklık değişim sensörüne dönüştürmek çok basittir, örneğin, yangın alarmı. Bunu yapmak için, fotodiyotu bir termistör ile değiştirin. Bu durumda, direnç R1'in değeri termistörün değerine eşit olmalıdır (genellikle 25 ° C sıcaklık için gösterilir). Bu sensörün bir diyagramı Şekil 9'da gösterilmiştir.
Şekil 9. Bir karşılaştırıcıdaki sıcaklık ölçüm sensörünün şeması
Çalışmanın prensibi ve anlamı, yukarıda açıklanan fotosensörünki ile tamamen aynıdır. Ancak bu tasarım aynı zamanda en basit çıkış cihazını gösterir - bu tristör VS1 ve röle K1'dir. Karşılaştırıcı etkinleştirildiğinde, K1 rölesini açan tristör VS1 açılır.
Bu durumda tristör, doğru akım devresinde çalıştığından, karşılaştırıcıdan gelen kontrol darbesi sona erdiğinde bile, tristör açık kalacaktır ve K1 rölesi açılır. Röleyi kapatmak için SB1 düğmesine basmanız veya tüm devreyi kapatmanız gerekecektir.
Bir termistör yerine, manyetik bir alana tepki veren SM-1 gibi bir manyetoresistor kullanabilirsiniz. Sonra manyetik olarak hassas bir gradyan rölesi alırsınız. Son XX yüzyıldaki manyetoresistors bazı bilgisayarların klavyelerinde kullanıldı.
Başka sensörler kullanırsanız, degrade geçişine dayanarak, elektrik alanındaki değişikliklere, ses titreşimlerine yanıt veren tamamen farklı cihazlar kolayca yapabilirsiniz. Piezoelektrik sensörler kullanarak şok sensörleri ve sismik titreşimler oluşturmak kolaydır.
Karşılaştırıcıların yardımıyla “analog” sinyali “dijital” sinyale dönüştürmek oldukça basittir. Benzer bir şema Şekil 10'da gösterilmektedir.
Şekil 10. Bir karşılaştırıcı kullanarak “analog” sinyali “dijital” sinyale dönüştürme şeması
Şekil 11 aynı devreyi göstermektedir, sadece çıkış palslarının polaritesi bir öncekinin tersidir. Bu, basitçe diğer girdilerin dahil edilmesiyle elde edilir.
Şekil 11.
Her iki devre de giriş sinyalinin genliğini çıkış darbesinin genişliğine dönüştürür. Böyle bir dönüşüm genellikle çeşitli elektronik devrelerde kullanılır. Her şeyden önce, ölçüm cihazlarında, anahtarlamalı güç kaynakları, dijital amplifikatörler.
Cihazların frekans aralığı 5 ... 200KHz aralığındadır, giriş sinyalinin genliği 2 ... 2.5V aralığındadır. Bir germanyum diyot kullanıldığında, genliğin darbe genişliğine dönüşümü 80 ... 90mV seviyesinden başlar, bir silikon diyot için bu değer 250 ... 270mV'dir.
Cihazın çalışma frekansı bandı C1, C2 kapasitörlerinin değerleri ile belirlenir. Servis verilebilen parçalardan monte edilen bir cihazın ayarlanması ve bir tepki eşiğinin ayarlanması gerekmez.
Ayrıca bkz. electro-tr.tomathouse.com
: