מגבר אופ כמעגל השוואה ופעולת עבודה

באופן כללי, משווקים מסווגים לסוגים שונים כגון משווים חשמליים, משווים אלקטרוניים, משווים מכניים, משווים אופטיים, משווים סיגמים, משווים פנאומטיים, משווים דיגיטליים וכן הלאה. מעגלי השוואה אלה משמשים בדרך כלל בתכנון חשמל ו פרויקטים אלקטרוניים . במאמר זה נדון כיצד להשתמש במגבר אופ כמעגל משווה ופעולה של מגבר אופ כמעגל השוואה. אבל, בעיקר עלינו לדעת מהו מגבר תפעולי ומעגל השוואה.

מגבר תפעולי

מגבר תפעולי

מגבר המתח האלקטרוני המצויד ב- DC עם רווח גבוה, המורכב משני מסופי כניסה מוצג באיור. הכניסה הדיפרנציאלית מוזנת לשני מסופי הכניסה (מסוף כניסה הפוך ומסוף כניסה שאינו הופך) של מגבר ה- op והוא מייצר פוטנציאל יציאה יחיד במסוף Vout. לפיכך, ההפרש הפוטנציאלי המוזן לשני מסופי הקלט שלו מוגבר לייצור פלט מוגבר. פלט מוגבר זה שווה למאות אלפי פעמים הבדל בין אותות הקלט.

את הפלט של המגבר ניתן לתת כ

Vout = AOL (V + - V-)

איפה,

• AOL הוא רווח לולאה פתוח של המגבר
• V + הוא הקלט הלא-הפוך של המגבר
• V- הוא הקלט ההפוך של המגבר

למרות שיש שונים סוגי מגברים תפעוליים , 741 מגברי אופ משמשים לעתים קרובות כמעגל השוואה בכמה מעגלי אלקטרוניקה.

מעגל השוואה

המכשיר המורכב משני מסופי קלט, בהם אות קלט הפניה מוזר למסוף אחד והערך האמיתי של האות מועבר למסוף אחר. לאחר מכן, נוצר אות פלט במסוף הפלט בהתבסס על ההבדל בין שני אותות הקלט המוזנים לשני מסופי הכניסה. אות הפלט שנוצר הוא 0 (נמוך) או 1 (גבוה).

במינוח חשמל ואלקטרוניקה, המכשיר המשמש להשוואת שני אותות מתח או אותות זרם המוזנים לשני מסופי הקלט האנלוגיים, ובכך מייצר אות פלט דיגיטלי בינארי אחד כדי לציין את אות הכניסה הגדול יותר נקרא כ מעגל משווה .

מעגל השוואה

שני מסופי הכניסה האנלוגיים מיוצגים כ- V + (Vin) ו- V- (Vref) במעגל ההשוואה לעיל. הפלט הדיגיטלי נוצר במסוף הפלט V0 (Vout). אות הפלט של מעגל השוואה ניתן על ידי

אם V +> V- (Vin גדול מ- Vref), אז V0 = 1 ו-
אם V +

באופן כללי, משתמשים במשווים במכשירים כגון מתנדים הרפיה, ממירים אנלוגיים לדיגיטליים (ADC), וגם במכשירים המשמשים למדידת אותות אנלוגיים. המשווים מורכבים ממגברים דיפרנציאליים בעלי רווח גבוה ונוכל להשתמש במגבר אופ כמעגל משווה.

מגבר אופ כמשווה

741 מגברים תפעוליים הם מגברים תפעוליים בסיסיים שיכולים לשמש כמעגל השוואה במעגלי אלקטרוניקה רבים. לדוגמא, אם ניקח בחשבון א מתג מבוקר טמפרטורה ואז פעולת החלפה מתבצעת על בסיס הטמפרטורה. אם ערך הטמפרטורה בפועל חורג מערך הטמפרטורה הקבוע מראש, אז מתח המוצא (נמוך או גבוה) מופק על ידי חיישן הטמפרטורה בהתאם.

אם ניקח בחשבון את סידור ההשוואה הבסיסי, יהיו שינויים במתח בתדירות גבוהה הנגרמים עקב רעש. יש לשקול בעיה זו במקרה של מגברים תפעוליים שתוכננו במיוחד כמעגלי השוואה. רעש זה מופק בכל פעם שאות מתח הכניסה ואות מתח הייחוס קרובים זה לזה.

מגבר אופ כמעגל השוואה

וריאציות המתח בתדירות גבוהה נגרמות עקב אופיו הרעמי האקראי, בשל כך, ברצף מהיר, מתח אות הקלט הופך להיות גדול או פחות ממתח הייחוס. לפיכך, אות הפלט ינוע בין רמת המתח המקסימלית לרמת המתח המינימלית. ניתן לצמצם בעיה זו על ידי יישום היסטריה . אנו יכולים להתאים את פער ההיסטרזה בהסדר מעגל ההדק Schmitt על ידי החלת היסטריה על מעגל השוואת מגבר באמצעות משוב חיובי. האיור מראה מגבר אופ כמעגל השוואה עם היסטריה.

מגבר אופ כמבצע עבודה במעגלים השוואתיים

באופן כללי, התפוקה של מגבר אופ משתנה במתח חיובי ושלילי עד קיצוני השווה בערך לפוטנציאל האספקה. אם 741 במגבר מחובר ל- +/- 18V, ואז מתח המוצא המרבי ניתן כ- +/- 15V. זאת בשל רווח הלולאה הפתוח הגבוה ביותר של מגבר ה- OP (10,000 עד מיליון). לפיכך, אם +/- 150 מיקרו וולט של הפרש מתח נוצר על ידי קלט כלשהו, ​​הוא יוגבר כמיליון פעמים והפלט מונע לרוויה. לפיכך, הפלט נשאר בערכו המקסימלי או המינימלי.

מגבר אופ כמו פעולת עבודת תרשים מעגלים משווה

תוך שימוש במגבר אופ כמשווה במכשור, ניתן להשתמש בלולאה הפתוחה להשוואת שני המתחים. לכן, בהתאם להבדל בין ערך מתח הכניסה לבין ערך מתח הייחוס, יציאת Vout תהיה שווה לערך הגבוה המרבי או לערך הנמוך המינימלי (ערך מתח הכניסה יהיה גדול או פחות מערך מתח הייחוס המעט במיקרו וולט).

מתח הייחוס מוזר למסוף קלט שאינו הופך של מגבר ה- OP ומתח משתנה למסוף הכניסה ההפוך של מגבר ה- OP. שקול את תרשים המעגל המשווה של מגבר אופ שמוצג באיור, אם המתח המוזן לסיכה 2 גדול ממתח הייחוס המוזן לסיכה 3, אז מתח המוצא הופך להיות נמוך והוא שולי מ- Vs. אם המתח המוזן לסיכה 2 נמוך ממתח הייחוס המוזן לסיכה 3, אז מתח המוצא הופך גבוה והוא בשוליים פחות מ + Vs.

ישנם מגברי אופ רבים המיועדים להפעלת משווים, מעגלי השוואת מגברים אלה משמשים להשוואות במהירות גבוהה. מצב הפלט של מעגלי ההשוואה של מגברים אלה משתנה בפחות ממיקרו שנייה אחת. אבל, מעגלים השוואת מגבר אופ במהירות גבוהה אלה צורכים יותר כוח, תלוי במהירות ההשוואה. בהתבסס על מהירות ההשוואות וכמות צריכת החשמל, משווקים אלה מסווגים לסוגים שונים. ניתן להשתמש במשווה המגבר הספציפי ליישום מסוים בהתאם למהירות הנדרשת ו / או צריכת חשמל .

יישום מגבר אופ כמו משווה במעגלים אלקטרוניים מעשיים

מערכת ניטור הלחות בטמפרטורה של קרקע המבוססת על רשתות חיישנים אלחוטיות באמצעות פרויקט ארדואינו מיועד לפיתוח מערכת השקיה אוטומטית השולטת על פעולת ההפעלה (לסירוגין) של מנוע המשאבה על ידי חישה של תכולת הלחות בקרקע.

מערכת ניטור הלחות בטמפרטורה של אדמה המבוססת על רשתות חיישנים אלחוטיות המשתמשות בארדואינו על ידי Edgefxkits.com

סידור החישה חש את לחות האדמה והאות המתאים ניתן ללוח הארדואינו. זה מושג באמצעות מגבר אופ כמעגל השוואה המשמש כממשק בין סידור החישה למיקרו-בקר. על בסיס האות המתקבל מהסדר החישה, מופעלת משאבת המים. תצוגת ה- LCD משמשת להצגת מצב תכולת הלחות בקרקע ומשאבת המים.

יתר על כן, ניתן להעניק סיוע טכני על סמך השאלות שלך שפורסמו בסעיף ההערות למטה. אתה יכול להוריד את הספר האלקטרוני החינמי שלנו אל פרויקטים של עיצוב אלקטרוניקה בעצמך.

האם אתה מכיר יישומי מערכות משובצות שבהם מגבר אופ משמש כמעגל השוואה?