O que é circuito comparador?
Um comparador ou comparador de voltagem é um dispositivo usado para comparar dois níveis de voltagem. Podemos determinar qual nível de tensão é mais alto a partir da saída do comparador. É uma aplicação de amplificadores operacionais típicos e, além disso, tem aplicações.
O que um circuito comparador faz?
A comparador compara duas tensões de entrada fornecidas e fornece a saída indicando qual tensão tem um valor mais excelente. O circuito recebe entrada usando terminais inversores e não inversores e fornece saída do terminal de saída. A faixa de saída está entre a tensão de saturação positiva e a tensão de saturação negativa.
Circuito comparador de amplificador operacional
A imagem abaixo representa um diagrama de circuito do circuito comparador. Como podemos observar, o circuito é composto apenas por um amplificador operacional, e as entradas de tensão são fornecidas através dos terminais inversores e não inversores.
Projeto de circuito comparador
O circuito comparador é projetado usando um amplificador operacional. Para torná-lo pronto para operação, as tensões de entrada são fornecidas. Não há nenhum sistema de feedback incorporado a ele. Uma tensão de referência e um sinal de tensão são fornecidos através do op-amp. As entradas de tensão de saturação positiva e negativa também são fornecidas. A saída indicativa é coletada da saída do amplificador operacional.
Como funciona o circuito comparador?
O princípio de funcionamento do comparador é bastante simples. Em geral, ele compara entre duas fontes de tensão e fornece uma saída maior. Abaixo mencionados dois pontos indicam o funcionamento.
- Se a tensão no terminal não inversor for maior do que a tensão no terminal inversor, a saída é comutada para a tensão de saturação positiva do amplificador operacional.
- Se a tensão do terminal inversor for maior do que a tensão no terminal não inversor, a saída é comutada para a tensão de saturação negativa do amplificador operacional.
Circuito comparador de tensão usando op amp 741
Op-amp 741 é um circuito integrado contendo um amplificador operacional. Um comparador de tensão pode ser criado usando op amp 741. A imagem abaixo representa um diagrama de circuito do comparador de tensão não inversora usando op amp 741.
Diagrama de bloco comparador
A operação de um comparador pode ser representada usando diagramas de blocos. A imagem a seguir representa um diagrama de blocos de um comparador,
Relé de circuito comparador
Relés são interruptores que podem controlar um circuito. Ele pode ligar ou desligar um circuito e pode conectar e desconectar um circuito de outro circuito. Um comparador é amplamente utilizado como a utilização dos relés.
Circuito comparador usa
Um comparador é um dispositivo valioso e essencial. Existem várias aplicações de comparadores. Algumas das aplicações dos comparadores estão listadas abaixo.
- Detector de nulo: Se um valor for zero, um detector de nulo o detecta. Um comparador é normalmente um amplificador de alto ganho e, para entradas controladas, um comparador é adequado para detectar Nulo.
- Deslocador de nível: Um deslocador de nível pode ser projetado usando um único amplificador operacional. Usando uma tensão pull-up adequada, o circuito permite muita versatilidade na seleção das tensões a serem interpretadas.
- Conversor analógico para digital (ADC): Os comparadores são usados para criar conversores analógico-digital. Em um conversor, a saída indica qual tensão é mais alta. Esta operação é igual a uma quantização de 1 bit. É por isso que os comparadores são usados em quase todos os conversores analógico-digital.
- Além das aplicações mencionadas, existem muitos outros comparadores como - Oscilador de relaxamento, em detectores de valor absoluto, em detectores de cruzamento zero, em detectores de janela, etc.
Circuito de difusão do comparador
Os circuitos fuzz podem ser desenvolvidos usando comparadores. O LM311 IC é um exemplo de difusão do comparador. Discutiremos isso mais tarde sobre o LM311.
Como fazer um comparador?
Um comparador é um dispositivo elétrico específico e simples de construir. Para construir um comparador, precisamos de um amp op e tensões de alimentação. A princípio, o amplificador operacional é fornecido com tensões de saturação positivas e negativas. A saída irá variar nessa faixa de tensões. Em seguida, as entradas são fornecidas em seus terminais inversores e não inversores. A tensão de referência é fornecida no terminal não inversor e a tensão de entrada é fornecida no terminal inversor. Não há sistema de realimentação associado a este circuito.
Circuito comparador de tensão
Um circuito comparador pode detectar as tensões de alto valor entre duas tensões. Os comparadores, que normalmente se comparam às tensões, são conhecidos como um circuito comparador de tensão.
Diagrama de circuito comparador de fase
Um comparador de fase é um circuito lógico analógico capaz de se misturar e se multiplicar. Ele detecta as diferenças de fases entre dois sinais dados, gerando um sinal de tensão. A imagem abaixo representa o diagrama do circuito comparador de fase.
Circuitos comparadores IC
Conforme mencionado anteriormente, um comparador compara dois sinais de tensão e produz uma saída indicativa. Os comparadores são incorporados dentro de um circuito integrado para melhor usabilidade. A imagem abaixo representa os circuitos do comparador ic.
circuito comparador lM358
lm358 é um comparador que consiste em dois comparadores dentro dele. Possui oito pinos. Este ic não requer nenhuma fonte de alimentação externa independente para o funcionamento de cada comparador. O diagrama do circuito do ic é dado abaixo.
Circuito interno do comparador
O comparador é projetado usando um amplificador operacional - o amplificador operacional como um circuito adicional. Os circuitos internos de um ic são fornecidos abaixo no diagrama. Observando o diagrama, podemos ver que ele consiste principalmente de transistores, diodos e resistores. O diagrama interno pode ser dividido em três partes com base em sua operação. Eles são - estágio de entrada, estágio de ganho e estágio de saída.
Esquema do circuito comparador
O diagrama esquemático de um comparador é dado abaixo. O diagrama esquemático interno é o mesmo que um circuito comparador interno. Tem diodos, transistores e resistores. Os componentes conectados internamente funcionam como um comparador.
Circuito comparador de disparo Schmitt
O gatilho Schmitt é um circuito viral usado para melhorar a imunidade a ruídos e reduzir a probabilidade de comutação múltipla.
A gatilho schmitt é um circuito comparador com níveis de comutação de entrada separados para alterar as saídas. O circuito comparador do gatilho schmitt é mostrado no diagrama abaixo.
Circuito comparador de temporizador 555
O temporizador 555 é um circuito oscilador. É conhecido como 555 temporizadores, pois há três resistores de 5 kilo-ohms que são conectados internamente para fornecer as tensões de referência para os comparadores de ambos os circuitos do temporizador. A555 timer ic é usado em temporizadores de retardo, pisca-piscas de LED, geração de pulsos, etc. Um diagrama de blocos básico de 555 timer ic é fornecido abaixo. Existem dois comparadores, um transistor NPN, um flip-flop, três resistores de 5k e um driver de saída.
circuito comparador usando lm324
O lm324 é um CI de amplificador operacional de uso geral que possui quatro amplificadores operacionais dentro dele. Também pode ser usado como comparador. Os amplificadores operacionais têm propriedades de maior estabilidade, largura de banda mais ampla. LM324 tem 14 pinos. o diagrama de pinos de lm324 é dado abaixo.
| No. pino | Descrição |
| 1 | Saída do primeiro comparador |
| 2 | Entrada de inversão do primeiro comparador |
| 3 | Entrada não inversora do primeiro comparador |
| 4 | Tensão de alimentação 5V |
| 5 | Entrada não inversora do segundo comparador |
| 6 | Entrada de inversão do segundo comparador |
| 7 | Resultado do segundo comparador |
| 8 | Resultado do terceiro comparador |
| 9 | Entrada de inversão do terceiro comparador |
| 10 | Entrada não inversora do terceiro comparador |
| 11 | PIN de solo (GND) |
| 12 | Entrada não inversora do quarto comparador |
| 13 | Entrada de inversão do quarto comparador |
| 14 | Resultado do quarto comparador |
O diagrama do circuito do comparador LM324 é mostrado no diagrama abaixo.
circuito comparador lm139
lm139 é outro comparador ic. Possui quatro comparadores de precisão separados. O ic é projetado para funcionar com uma única fonte de alimentação. É especialmente desenvolvido para interagir diretamente com a Lógica Transistor-Transistor e a lógica MOS Complementar. O ic vem com um atraso de propagação de 0.7 microssegundos.
A imagem abaixo mostra o diagrama do circuito interno do comparador lm139.
circuito comparador lm319
lm319 é outro comparador com 14 pinos. Possui dois comparadores de precisão separados. O ic é projetado para funcionar em uma ampla faixa de tensões de alimentação. É especialmente desenvolvido para interagir diretamente com a Lógica Transistor-Transistor e a lógica MOS Complementar, RTL, DTL. O ic vem com um atraso de propagação de 0.025 microssegundos.
circuito comparador de tensão lm311
lm311 é outro comparador com oito pinos. Ele tem um único comparador. O ic vem com um tempo de resposta de no mínimo 0.200 nanossegundos e um ganho de voltagem típico de 200.
A imagem abaixo mostra o diagrama do circuito interno do comparador lm311.
circuito comparador lm339
lm339 é outro comparador ic. Possui quatro comparadores de precisão separados. O ic é projetado para funcionar com uma única fonte de alimentação e para uma ampla gama de tensões. É especialmente desenvolvido para interagir diretamente com a Lógica Transistor-Transistor e a lógica MOS Complementar e a lógica DTL, ECL, MOS. O ic vem com um atraso de propagação de 0.7 microssegundos.
Exemplo de circuito comparador op amp
Os circuitos comparadores de amp op são usados em várias aplicações. Por exemplo - para garantir se um valor de entrada atingiu o pico ou o valor específico ou não, ou para quantização em um ADC, também em detectores de janela, detectores de cruzamento de zero, etc.
Circuito comparador de janela de tensão
Um comparador de janela se refere ao circuito que funciona apenas em um determinado quadro, janela ou tensão. E um comparador de tensão compara dois sinais e fornece a saída. Para um circuito comparador de janela, existe algo chamado efeito sanduíche: se a tensão de entrada for mais alta do que a tensão de referência de baixo nível. O circuito está LIGADO e, se a tensão de entrada ficar mais alta do que a tensão de referência de alto nível, o circuito está DESLIGADO.
Componentes necessários para um comparador de janela de tensão:
- Amplificadores operacionais LM741 (2)
- Chip do inversor 4049 (1)
- Um resistor de 470 ohms (1)
- 1N4006 Diodos (2)
- CONDUZIU
O circuito comparador da janela de tensão é dado na imagem abaixo.
Circuito comparador de travamento
Um comparador travado é desenvolvido usando uma trava StrongArm. O latch StrongArm é considerado o estágio de amplificação de decisão principal. O próximo estágio é processado com um elemento de travamento para transportar a carga de saída.
Circuito comparador op amp com histerese
A diferença entre o ponto de desarme superior e o ponto de desarme inferior é a histerese. A histerese vem com o conceito de Schmitt Trigger. Se um comparador típico é projetado com feedback positivo, esse circuito causa histerese. A imagem abaixo mostra o diagrama de circuito.
Circuito comparador regenerativo
Um circuito de disparo Schmitt também é chamado de circuitos comparadores regenerativos. Eles são usados para melhorar a imunidade ao ruído e reduzir a probabilidade de múltiplos circuitos comparadores regenerativos de comutação para projetar outros circuitos complexos. Eles são usados em ADCs, circuitos divisores, detecção de memória, etc. O diagrama de circuito Schmitt Trigger é referido como o diagrama de circuito comparador regenerativo.
Circuito comparador de temperatura
Um circuito de temperatura é um circuito eletrônico digital que mede se a temperatura de entrada está abaixo da temperatura de referência especificada. É um dos principais exemplos de um circuito comparador. Os sensores de temperatura incluem um comparador.
Perguntas Frequentes
1. Como funciona um circuito comparador?
Responda: O princípio de funcionamento do comparador é bastante simples. Em geral, ele compara entre duas fontes de tensão e fornece uma saída maior. Abaixo mencionados dois pontos indicam o funcionamento.
- Se a tensão no terminal não inversor for maior do que a tensão no terminal inversor, a saída é comutada para a tensão de saturação positiva do amplificador operacional.
- Se a tensão do terminal inversor for maior do que a tensão no terminal não inversor, a saída é comutada para a tensão de saturação negativa do amplificador operacional.
2. Tipos de circuitos comparadores
Responda: Existem vários tipos de comparadores. Alguns dos amplificadores mais usados estão listados abaixo.
3. Por que a tensão de saída no circuito comparador de um amplificador operacional é igual à tensão de saturação?
Responda: Os circuitos comparadores não têm nenhum feedback associado a eles. O op-amp, portanto, tem um ganho de malha aberta. Para um amplificador operacional ideal, o ganho de malha aberta é infinito, e para um amplificador operacional prático, o ganho é muito alto. Agora, a voltagem de saturação de amplificadores operacionais típicos é + - 15 V. O amplificador operacional fica saturado em +13 ou -13 V. Agora, o amplificador operacional fica rapidamente saturado para uma pequena voltagem de entrada. É por isso que a tensão de saída no circuito comparador é igual à tensão de saturação.
4. Em um circuito comparador de amplificador operacional, por que uma tensão de referência é usada
Responda: A comparação é feita entre duas ou mais quantidades. Para indicar o que é mais significativo, precisamos de uma referência para decidir. Precisamos determinar qual tensão é mais significativa para um comparador. É por isso que uma tensão de referência é usada para tomar a decisão.
5. Como o circuito comparador digital distingue entre um número menor e mais significativo
Responda: Um comparador digital compara dois números binários. O comparador primeiro descobre a tensão equivalente dos números binários e então determina qual número é menor, qual número é significativo.
Para mais artigos relacionados à eletrônica clique aqui
Olá, meu nome é Sudipta Roy. Eu fiz B. Tecnologia em Eletrônica. Sou um entusiasta da eletrônica e atualmente me dedico à área de Eletrônica e Comunicações. Tenho grande interesse em explorar tecnologias modernas, como IA e aprendizado de máquina. Meus escritos são dedicados a fornecer dados precisos e atualizados a todos os alunos. Ajudar alguém a adquirir conhecimento me dá imenso prazer.
Vamos nos conectar através do LinkedIn –
Olá caro leitor,
Somos uma equipe pequena na Techiescience, trabalhando duro entre os grandes players. Se você gostou do que viu, compartilhe nosso conteúdo nas redes sociais. Seu apoio faz uma grande diferença. Obrigado!