Porovnávač napätia je pomerne zaujímavé zariadenie. ako pracuje? Čo umožňuje vykonávať jeho funkcie? Nie je možné nevšimnúť si ich významný význam v množstve domácich spotrebičov, ktoré sú v hojnosti v každej domácnosti.
Všeobecné informácie
Na ovládanie elektronických obvodov sa používa veľké množstvo rôznych zariadení. Umožňujú vetvenie a prispôsobenie signálov. Na porovnanie dvoch rôznych impulzov sa používa komparátor. Čo predstavuje? Napäťový komparátor je zariadenie, ktoré porovnáva dve rôzne napätia a prúdy a na základe získaných údajov vytvára konečný výkonový signál. S jeho pomocou je uvedená väčšia získaná hodnota a je uvedený pomer získaných parametrov. Zariadenie má dva analógové vstupné terminály, ktoré dokážu spracovať negatívne a pozitívne signály. Majú tiež, rovnako ako ADC, jeden binárny digitálny výstup. Na čom je založená jeho funkcia? Na zabezpečenie prevádzky je vždy vytvorený tranzistorový komparátor napätia.
Čo sa používa v modernej dobe
Spočiatku boli široko používané integrované komparátory napätia. Pre charakteristické črty ich práce sa im hovorilo vysokorýchlostné. Vyžadujú rozdielové napätie v určitom rozsahu, ktorý je oveľa nižší ako sieťové napätie. Takéto zariadenia neumožňovali prítomnosť vonkajších signálov, ktoré by presahovali stanovené limity. Moderný analógovo-digitálny komparátor napätia má tranzistorový vstup. Spravidla by potenciálny signál preň nemal presiahnuť hodnotu 0,3 V. Na mikrokontroléri často nájdete napäťový komparátor. Pre takéto prípady slúžia produkty firiem Microchip a Atmel. Ak máte čo do činenia so stereo komparátorom (nazývajú sa aj komparátory ultrarýchleho typu), tak požadovaný prah nepresahuje 0,2 V. Treba si uvedomiť, že hodnota použitého rozsahu je obmedzená konkrétnym vstupným napätím.
To je všetko?
Samozrejme, že nie! Na operačnom zosilňovači je aj napäťový komparátor. Ide o zariadenie, v ktorom je rozdiel medzi vstupnou a vysokou signálovou impedanciou mimoriadne jemne vyvážený. Vďaka tomu sa používajú v prípadoch, keď je potrebné zabezpečiť prevádzku obvodov s nízkym napätím. Zariadenia, ktoré používajú operačné zosilňovače, sa tiež často nazývajú video spektrálny komparátor. Teoreticky môže pracovať v konfigurácii s otvorenou slučkou (t. j. bez negatívnej spätnej väzby). V takýchto prípadoch sa používa zariadenieako porovnávač s nízkym výkonom.
Aké sú nevýhody komparátorov s operačnými zosilňovačmi
Majú také záporné body:
- Ich hlavným účelom je teda pracovať v lineárnom režime, keď neexistuje negatívna spätná väzba. Majú tiež pomerne významný režim obnovenia.
- Takmer všetky operačné zosilňovače majú interné kompenzačné kondenzátory, ktoré obmedzujú rýchlosť nábehu výstupného napätia pri generovaní vysokofrekvenčných signálov. Preto použitie takýchto obvodov vedie k miernemu oneskoreniu impulzov.
- A nakoniec, komparátor nemá žiadnu vnútornú hysterézu.
Pre tieto nedostatky sa použitie zariadenia na ovládanie rôznych obvodov často zaobíde bez rôznych zosilňovačov. Jedinou výnimkou je použitie generátora.
Použiť
Prevádzka komparátora napätia sa často používa počas výrobných procesov, kde je obmedzené výstupné napätie. Zároveň je však potrebné, aby dobre spolupracovala s digitálnou logikou. Preto ich možno často nájsť v rôznych tepelných zariadeniach. Príkladom je teplotný spínač, termostat atď. Môžu byť tiež použité na porovnanie signálov a odporu zariadení, ako je stabilizátor, časovač atď. V domácich zariadeniach obsahujútakmer akýkoľvek mikročip. Porovnávač napätia nájdete v mikrovlnnej rúre, rúre a mnohých ďalších moderných spotrebičoch.
Princíp činnosti
Prejdime celú cestu k logickým „mysleniam“tohto zariadenia. Na začiatku sa teda do plusového vstupu privádza analógový signál. Nazýva sa to neinvertibilné. Potom sa presunieme k východu. Nazýva sa invertovaný a môže vysielať dva podobné signály s opačnou polaritou. Čo určuje rozhodnutie „prijaté“zariadením? Povedzme, že analógový vstup je väčší ako výstup. V tomto prípade dostaneme logickú jednotku. Vďaka tomu sa napríklad zapne otvorený kolektor tranzistora alebo sa vykoná iná akcia s iným prvkom obvodu. A začne plniť funkcie, ktoré jej boli pridelené. Ak je analógový výstup väčší ako vstup, zariadenie pracuje v režime logickej nuly a nič sa nedeje. V takýchto situáciách hrá veľkú úlohu referenčné napätie komparátora.
A niečo viac o zariadení
Venujme pozornosť dvojprahovým a fázovým komparátorom. V prípade ich aplikácie sa takmer vždy pracuje na vplyve na vstupy v rámci logických obvodov. A ich fungovanie závisí od úrovne napájacej siete. Dá sa povedať, že ide o dosť zvláštne prvky prechodu signálu z analógovej na digitálnu formu. Vďaka tomu nie je možné nešpecifikovať neistotu výstupov signálov. prečo? Faktom je, že komparátor môže vždy poskytnúť určité zachytenie hysteréznej slučky.
Aplikácia
Pozrime sa bližšie na to, kde a ako sa používajú. Takže v mnohých domoch je komparátor napätia na vybíjanie batérie na notebooku alebo telefóne, váhy, snímače sieťového napätia. Nájdete ich v mnohých rôznych integrovaných obvodoch, kde sa používajú na zabezpečenie kontroly nad vstupnými impulzmi. Tým sa udržiava komunikácia medzi zdrojom signálu a cieľom. Často sa používa komparátor-regulátor (spúšťač) Shimmer. Touto významnou výhodou je možnosť pracovať vo viackanálovom režime, kedy je možné porovnávať značné množstvo signálov. Poskytuje veľmi širokú funkčnosť (v porovnaní so štandardnými komparátormi). Tieto zariadenia sa tiež používajú na vizuálne určenie stavu povrchu, ktorý sa spracováva. Na tieto účely sa používa porovnávač drsnosti.
Programovanie
Porovnávače sa používajú ako súčasť obvodov PWM. Ale nielen. Môžu byť tiež použité na písanie jednotlivých programov alebo ich komponentov. Často sa teda používajú na vytváranie kolekcií java. Čo je k tomu potrebné? Tu je malý zoznam s odpoveďami:
- Na začiatku by ste sa mali postarať o vývojové prostredie. Je možné odporučiť venovať pozornosť Mavenovi. Vytvorí sa v ňom projekt a vyberú sa preň potrebné komponenty.
- Potom sa nainštalujú ďalšie nástroje a mali by ste začať vytvárať nový súbor. Nezabúdajte na prerušenieproces je neplatný. Počas práce sa tiež odporúča ukladať vo všetkých fázach práce.
- Keď je všetko pripravené, musíte nastaviť požadované nastavenia.
- Potom musíte vytvoriť triedu, ktorá sa bude používať na kontrolu údajov, ako aj na ich distribúciu do požadovaných pamäťových buniek. Trieda sa používa aj na triedenie určitých informácií podľa konkrétnych parametrov a v prípade potreby na zabezpečenie ich ochrany.
Ako si vybrať zariadenie pri kúpe
Zdá sa, že je možné kúpiť hotový komparátor v akomkoľvek obchode s rádiotechnikou. Cena za to bude závisieť od predložených požiadaviek. Najprv sa musíte rozhodnúť o účele zariadenia. Potom by pozornosť mala dostať taký moment, ako je počet kanálov. Mali by ste tiež starostlivo skontrolovať zariadenie, či nie je zvonka poškodené. Môže sa teda poškodiť počas prepravy alebo môže byť jednoducho zle vykonaný.
Ako otestovať výkon komparátora napätia
Mnoho začínajúcich rádioamatérov má často otázku, ako zistiť, či je možné zariadenie použiť. Na to nepotrebujete mať nejaký zložitý obvod alebo zariadenie. Ak to chcete urobiť, stačí použiť voltmeter. V tomto prípade sa na vstupy privádza nastaviteľné napätie a určuje sa, či to funguje alebo nie. Nemali by sme zabúdať, že zariadenia často obsahujú výstupný tranzistor. Majú kolektor a emitor ako „visiaci vo vzduchu“. Preto je potrebné zabezpečiť vhodné pripojenie. V tom prípade nainvertovaný vstup aplikované referenčné napätie.
Záver
Zvažoval sa teda komparátor napätia. Toto užitočné zariadenie poskytne prácu veľkému množstvu rôznych zariadení. Komparátor vám umožní vytvárať veľa rôznych obvodov a výrazne rozšíri pole pôsobnosti rádioamatéra. Nemali by ste sa obmedzovať na už existujúci vývoj. Zároveň je potrebné naučiť sa, ako zabezpečiť, aby komparátor fungoval s ostatnými prvkami.
