dlabos.wz.cz - pokud chcete nepatrně podpořit zkvalitnění tohoto webu, použijte odkaz přes reklamní systém http://7w.cz/666 a následně pokračujte kliknutím na šipku vpravo nahoře.

Může obsahovat pravopisné i faktické chyby. Obrázky lze zvětšit obvykle nabídkou pravým tlačítkem - zobrazit obrázek nebo otevřít obrázek.

32 - OZ jako napěťový komparátor

Úvod viz otázka zapojení s OZ

Napěťové komparátory jsou obvody, u kterých se na výstupu objeví signál při dosažení rovnosti hodnot napětí vstupního a referenčního. Výstupní signál nemusí být v žádném okamžiku podobný signálu vstupnímu.

Komparátory bez hystereze

Komparace dvou nezávislých napětí je jednou z nejčastěji užívaných aplikací operačních zesilovačů. Výstup komparátoru přináší jednobitovou informaci, které ze dvou vstupních napětí je vyšší. Takovéto vlastnosti splňuje jednoduchý komparátor bez zpětné vazby naznačený na obr.7

obr.7: Komparátor bez hystereze a jeho stabilní charakteristika

(Modrá char. odpovídá zapojení vstupů podle symbolů ve schématické značce, červené symbolům v závorkách)

Změna logického stavu na výstupu nastane při prahovém napětí

Charakteristika je jednoznačnou funkcí. (Modrá i červená čára prochází jedním napětím U_R).

Vzhledem k tomu, že se jedná o obvod impulsní, jsou předepsány zpravidla požadavky na maximální rychlost změny výstupního napětí při komprimaci. Parametr, který bezprostředně ovlivňuje rychlost překlopení je rychlost přeběhu S[V/s]. Mimo běžné operační zesilovače, jejich rychlost průběhu bývá malá, existují speciální OZ, které mají vysokou rychlost průběhu a proto jsou využívány výhradně pro komparační účely. Některé typy OZ mají dokonce výstupní napětí v úrovních logiky TTL.

1. Komparátory s hysterezí

Komparátory s hysterezí jsou užívány v těch případech, kdy považujeme odstranit vliv působení rušivých signálů na přesnost komparace a zamezit kmitání komparátoru při pomalých změnách vstupního napětí. Zavedení hystereze znamená zavedení kladné zpětné vazby z výstupu komparátoru na jeho vstup. Podle způsobu zavedení zpětné vazby rozlišujeme invertující a neinvertující zapojení komparátorů.

KOMPARÁTORY S KLADNOU ZPĚTNOU VAZBOU

Na obr.8 je naznačena modifikace obr.7, zavedením kladné zpětné vazby. Vzniklý obvod má výraznou nelinearitu a dvojznačnou statickou charakteristiku.

obr.8: Invertující komparátor s kladnou zpětnou vazbou

Zpětnovazební rezistory R₁ a R₂ jsou zapojeny do neinvertujícího vstupu – jedná se tedy o kladnou zpětnou vazbu. Na výstupu se proto může vyskytovat pouze kladné, nebo záporné saturační napětí. Stav obvodu je určen polaritou, amplitudou vstupního signálu a předchozím stavem obvodu.

Na invertující vstup přivedeme záporné napětí u_i, pro které platí

Na neinvertujícím vstupu je napětí dané děličem sestaveným z odporů R₁, R₂, napájený napětím u₀, tedy

Toto napětí je kladnější, než napětí na invertujícím vstupu. Na výstupu tedy bude kladné saturační napětí U_OS(+).

Jestliže budeme zvyšovat vstupní napětí u_i, nebude se stav obvodu měnit, pokud vstupní napětí nepřekročí prahové napětí U_ip(+). Toto napětí odpovídá napětí na neinvertujícím vstupu podle rovnice:

Výstupní napětí nyní odpovídá zápornému saturačnímu napětí a do kladné hodnoty saturačního napětí se překlopí, pokud vstupní napětí u_i poklesne pod hodnotu určenou záporným prahovým napětím U_ip(-)

Statická charakteristika na obr.8 je dvojznačná. Při nulovém napětí na vstupu u_i, může být na výstupu kladné, nebo záporné saturační napětí. Jedná se tedy o bistabilní klopný obvod. Obvod bývá rovněž nazýván Schmittův klopný obvod. Při popisu bývá používán termín „hystereze“ h, která je určena vztahem

Hystereze h je určena děličem R₁, R₂ a velikostí obou saturačních napětí U_OS.

Může obsahovat pravopisné i faktické chyby. Obrázky lze zvětšit obvykle nabídkou pravým tlačítkem - zobrazit obrázek nebo otevřít obrázek.

dlabos.wz.cz - pokud chcete nepatrně podpořit zkvalitnění tohoto webu, použijte odkaz přes reklamní systém http://7w.cz/666 a následně pokračujte kliknutím na šipku vpravo nahoře.