Компаратор. Опис та застосування. Частина 2
Це продовження попередньої статті. Діапазон гістерези компаратора може бути збільшений шляхом додавання резистора між виходом компаратора і його прямим входом (+). Це створює петлю зворотного зв'язку, внаслідок чого, коли відбувається зміна сигналу на виході, напруги на вході (+) також трохи змінюється, в результаті чого збільшується різниця напруги між входами компаратора.
Слід зазначити, що зворотний зв'язок може бути підключений лише на прямий вхід (+).
Якщо вихід компаратора знаходиться в стоянні «викл.», то на інверсному вході (-) напруга буде вищою за напругу на його прямому вході (+) до того моменту, коли вихід перейде в стан «вкл.». При включеному виході, на вході (-) напруга стає трохи нижчою за вхідний (+), до того моменту, коли вихід компаратора перейде у вимкнений стан.
Для того, щоб змусити вихід компаратора перемикатися якнайшвидше (чисто), можна збільшити різницю напруги гістерези. Нижче наведена тригерна схеми із застосуванням великої гістерези для того, щоб створити ефект пам'яті, з великою зміною вхідної напруги, необхідний для чіткого перемикання виходу компаратора.
Додавання роздільного діода до виходу компаратора
Діод може бути приєднаний до виходу компаратора для того, щоб індикатор рівня вихідного сигналу компаратора (світлодіод) не впливав на схему компаратора.
Діоди також можуть бути використані для розділення кількох контурів, підключених до одного компаратора.
Двопороговий компаратор
Двопороговий компаратор, або як його ще називають компаратор «з вікном» дозволяє контролювати вхідну напругу, яка повинна знаходитися в заданому діапазонінапруги.
Для цього компаратори, що мають вихід з відкритим колектором, наприклад LM339 або LM393, повинні бути налаштовані так, щоб на обох виходах був високий рівень, коли контрольована вхідна напруга знаходиться в заданому діапазоні.
Генератор на компараторі
Компаратори також можуть бути використані як генератори, але вони не дуже добре підходять для цього типу схем.
Приклади застосування компаратора
Нижче наведено кілька базових схем із використанням компаратора. Значення опорів резисторів не є критичними та повинні бути використані як орієнтир.
Схема з фотодіодом
Якщо необхідний вищий струм навантаження, то у такому разі необхідно до виходу компаратора підключити PNP-транзистор. Це дозволить керувати навантаженням до 300 мА, наприклад реле.
Схема тимчасової затримки
Схеми коротких часових інтервалів, такі як поодинокі імпульси або тимчасові затримки, можуть бути побудовані на одному або двох компараторах.
Зверніть увагу, що другий компаратор у схемі має на своєму прямому вході також опорну напругу, що перший компаратор. У більшості випадків будь-яка кількість компараторів можуть мати те саме джерело напруги на одному вході, і це значно спрощує схему.
Схеми із двоконтурним харчуванням
Оскільки вихідний транзистор компаратора має відкритий колектор напруга живлення та навантаження може бути різним. Це означає, що компаратор може працювати, наприклад, від 12 вольт, у той час як навантаженню необхідно 24 вольти (реле) або 5 вольт (світлодіод). Наступні дві схеми пояснюють застосування компаратора із двома контурами напруги.
Чотирьохрівневий індикатор напруги.
Ця схема індикатора може послідовно вказувати 4 рівні напруги. Напруга, при якому включається той чи інший світлодіод, задається простим дільником напруги на резисторах R2-R6.
Ця схема не має стабільної опорної напруги і, отже, не підходить для індикації напруги батареї, від якої запитана сама схема, оскільки зі зниженням заряду батареї буде змінюватися і опорна напруга компаратора.
Також для побудови індикаторів подібного типу існують спеціалізовані мікросхеми: LM3914 та LM3915.
Компаратор на операційному підсилювачі
Операційні підсилювачі можуть бути використані як компаратори. Для цього необхідно до виходу операційного підсилювача підключити діод чи транзистор.
Використання транзистора дозволяє забезпечити більший струм навантаження, ніж у звичайного компаратора.