Компаратор: подробно простым языком

Компаратор: подробно простым языком

Компараторы — схема операционного усилителя, которая производит сравнение сигналов напряжения. Компаратор сравнительно просто узнать на принципиальной схеме из-за отсутствия цепи отрицательной обратной связи. Компаратор является единственным из базовых схем операционных усилителей, где не используется отрицательная обратная связь.

Во многих контрольно-измерительных приборах используются компараторы для определения того, что величина одного сигнала больше или меньше величины другого.

Схемы компараторов

Обратите внимание на основы электричества и на приборы электроники.

Операционный усилитель

Операционный усилитель — это усилитель постоянного тока с высоким коэффициентом усиления, который может быть очень большим, вплоть до миллионов. Часто встречается коэффициент усиления в 200 000. Операционные усилители способны усиливать сигналы переменного тока, также как сигналы постоянного тока, они чаще используются в измерительном оборудовании для усиления сигналов постоянного тока.

Название «операционный» усилитель происходит от того, что выполняемые операционным усилителем функции представляют собой математические операции. Например, устройство дляизвлечение квадратного корня является контрольно-измерительным устройством, в котором используется операционный усилитель для определения квадратного корня сигналов для обеспечения контроля изменения величины потока жидкой или газообразной среды.

Операционный усилитель

Обратите внимание на основы электричества и на приборы электроники.

Операционные усилители не обладают бесконечными входными сопротивлениями и нулевыми выходными сопротивлениями. Хотя возможно входное сопротивление в несколько триллионов Ом, и выходные сопротивления близкие к нулю. В результате выходные сигналы от таких операционных усилителей могут очень точно регулироваться. По этой причине операционные усилители считаются точными усилителями.

Высокая степень точности, обеспечиваемая операционными усилителями, возможна благодаря применению технологии интегральных схем. Хотя в принципе возможно изготовить операционный усилитель из дискретных компонентов, соединенных вместе на монтажной плате, однако практически все операционные усилители в настоящее время выполнены в виде интегральных схем.

Кристалл интегральной схемы операционного усилителя содержит все транзисторы и другие элементы, необходимые для усиления сигнала. Стандартный кристалл выполнен из, на нем может располагаться порядка 30 транзисторов и других элементов.

Кристалл с интегральной схемой операционного усилителя

При использовании операционных усилителей в различных типах схем они могут выполнять различные операции, необходимые в контрольно-измерительном оборудовании. Например, они могут суммировать сигналы, вычитать сигналы, находить среднюю величину сигнала и выполнять даже более сложные функции.

Дифференциальный усилитель

Дифференциальный усилитель — операционный усилитель, являющийся сочетанием инвертирующего и неинвертирующего усилителей.

Дифференциальные усилители могут определить и усиливать разницу между входными сигналами. Поскольку многие дифференциальные усилители способны определять очень маленькую по величине разницу, они очень часто используются в контрольно-измерительных устройствах.

Схема дифференциального усилителя

Обратите внимание на основы электричества и на приборы электроники.

Дифференциальный усилитель состоит из одного операционного усилителя и нескольких резисторов. Отличие дифференциального усилителя от других усилителей состоит в том, что обычно напряжение подается на оба его входа. Именно это позволяет легко отличить дифференциальный усилитель на принципиальной схеме.

К недостатка дифференциальных усилителей можно отнести входное сопротивление усилителя, которое слишком низкое для его широкого использования. Также затруднительно регулировать коэффициент усиления усилителя так, чтобы это не влияло на его входное сопротивление, поскольку входному резистору и резистору цепи обратной связи должны соответствовать уравновешивающие их резисторы.

Суммирующий усилитель

Суммирующий усилитель — схема операционного усилителя, у которого выходное напряжение равно сумме его входных напряжений. Суммирующие усилители широко применяются в электронной технике для суммирования нескольких сигналов.

Например, может включаться сигнал тревоги, если суммарная величина двух или более переменных параметров процесса превысит заданное значение.

Поскольку суммирующие усилители имеют два или более входных напряжения, подаваемых на один или оба входных зажима, то такие усилители легко узнаваемы на принципиальных схемах.

Схема суммирующего усилителя

Обратите внимание на основы электричества и на приборы электроники.

Суммирующий усилитель

Суммирующий усилитель — схема операционного усилителя, у которого выходное напряжение равно сумме его входных напряжений. Суммирующие усилители широко применяются в электронной технике для суммирования нескольких сигналов.

Например, может включаться сигнал тревоги, если суммарная величина двух или более переменных параметров процесса превысит заданное значение.

Поскольку суммирующие усилители имеют два или более входных напряжения, подаваемых на один или оба входных зажима, то такие усилители легко узнаваемы на принципиальных схемах.

Схема суммирующего усилителя

Обратите внимание на основы электричества и на приборы электроники.

Компаратор: подробно простым языком

Компараторы — схема операционного усилителя, которая производит сравнение сигналов напряжения. Компаратор сравнительно просто узнать на принципиальной схеме из-за отсутствия цепи отрицательной обратной связи. Компаратор является единственным из базовых схем операционных усилителей, где не используется отрицательная обратная связь.

Во многих контрольно-измерительных приборах используются компараторы для определения того, что величина одного сигнала больше или меньше величины другого.

Схемы компараторов

Обратите внимание на основы электричества и на приборы электроники.