Primerjalnik - naprava, ki je primerna za primerjavo vseh vrednosti (od primerjave - "primerjati"). Operacijski ojačevalnik z velikim množilnim faktorjem. Ima dovode: neposredno in inverzno. Po potrebi se lahko referenčni signal poveže s katerim koli od njih.

Kako deluje primerjalnik?

Eden od vhodov je konstanten signal, ki se imenuje referenca. Uporablja se kot vzorec za primerjavo. Prejet je drugi ton. Izhod je tranzistor, ki spreminja svoje stanje glede na pogoje:

Napetost neposrednega vhoda je višja od inverzne - tranzistor je odprt.

Napetost inverznega vhoda nad črto je zaprta.

V skladu s tem se izhodna napetost spreminja s skokom od minimuma do maksimuma ali obratno. Izhodna napetost ustreza vhodnim nivojem večine digitalnih vezij. To je potrebno v primerih, ko je primerjalnik oblikovalec impulzov, ki nadzoruje delovanje logičnih elementov.

Uporaba primerjalnika

Uporablja se v merilnih tokokrogih za električne signale in analogno-digitalne pretvornike. V logičnih verigah so elementi "ali" in "ne" prav tako primerjalni. Zato uporaba te komponente ni omejena na določene primere, saj se uporablja povsod. Treba je omeniti, da lahko primerjalnik izdelamo iz katerega koli operacijskega ojačevalnika, vendar ne obratno. Dobiček primerjalnika je zadostenvisoko Zato so njegovi vhodi zelo občutljivi na napetostno razliko med njimi. Razlika v nekaj milivoltih bistveno spremeni izhodno napetost.


Tako lahko primerjalec opazuje minimalna nihanja ravni vhodnih napetosti. Zaradi tega je nepogrešljiv element primerjalnih vezij in merilnih instrumentov z visoko natančnostjo:

kazalniki nivoja vhodnega signala;

detektorji kovin;

mikro in milivoltmetri;

detektorji elektromagnetnega sevanja;

laboratorijski senzorji;

primerjalniki za maso;

analizatorji plina.

Princip analogne primerjalne naprave

Analogna primerjalna naprava primerja neprekinjene signale - izmerjeni vhod in referenčni vhod. Kako deluje naprava, je prikazano na spodnjem grafu. Pri počasnem spreminjanju vhodnega signala pride do večkratnega preklapljanja primerjalnika v majhnem časovnem obdobju. Takšen fenomen se imenuje "elektronski dribling". Njegova prisotnost bistveno zmanjša učinkovitost primerjave. Ker se pogosto ponavljajoče se stanje izhodov, vnesite tranzistor v stanje nasičenosti. Da bi zmanjšali učinek "elektronskega jiggerja", je PIC uveden v shemo - pozitivna povratna informacija. Zagotavlja histerezo - majhna razlika med stopnjo vklopa in izklopa. Nekateri primerjalniki imajo vgrajen C, kar zmanjšuje število dodatnih gradbenih elementov. Na primer, z nepomembno izgubo občutljivosti, iščejo stabilno delo primerjalnika.

Značilnosti digitalnega primerjalnika

Digitalprimerjalnik je en bitni analogno-digitalni pretvornik. Izhodna napetost predstavlja logično "0" ali "1". Na vhod se lahko vnese analogni ali digitalni signal. Naprava se uporablja kot oblikovalec pulzov za združevanje senzorskih vezij in prikazovalnih naprav. Lahko se uporablja za analizo spektra zvočnega ali svetlobnega signala. Primerjalnik je tudi logični element "ali" in "ne", ki se uporablja pri računalništvu.
Teoretično se lahko z rahlim spreminjanjem ravni vhodnega signala pojavi stanje negotovosti izhoda. V praksi ni enake merilne in referenčne napetosti. Ker ima primerjalnik omejen dobiček ali pozitivne povratne informacije. Tipičen primer je Schmittov sprožilec (TS). Ne ujema se z ravnjo vključevanja in izključitve, ki jo določa PIC. To vam omogoča, da zanemarite diskretno oviro pri delu s primerjalnikom.

Primerjalni čip

Industrija proizvaja komparatorje v obliki integriranih vezij. Njihova uporaba vam omogoča, da ustvarite kompaktne naprave z minimalnim zgibnim elementom. Prav tako je prednost majhnih delov v zanemarljivi dolžini povezovalnih vodnikov. V pogojih povišanega elektromagnetnega sevanja so sprejemne antene za vse vrste električnih motenj.

Primerjava na operacijskem ojačevalniku

Primerjalniki so precej podobni operacijskim ojačevalnikom:

dobiček;

vhodna impedanca;

vrednost vhodnih tokov;

stanje nasičenosti.

Občutljivost je v drugih pogledih poseben parameter. Določa natančnost primerjave. Karakterizirana je z minimalno razliko signalov, pri kateri se izvede delovanje primerjalnika. Njegova vrednost v integriranih vezjih ima na stotine mikrovoltov. To je nekoliko slabše kot primerjalniki na operacijskih ojačevalnikih. Čas preklopa je značilnost delovanja primerjalnih naprav. Določi se z minimalnim časom spremembe izhodnega signala: od trenutka primerjave do trenutka delovanja. Odvisno od razlike v vhodnih signalih. Vrednosti preklopnega časa so desetine in stotine nanosekund.

Kako narediti primerjalnik z lastnimi rokami?

Kdo ve, kako brati načelne diagrame in spajkati, zlahka sestaviti najpreprostejše komparatorje za uporabo v vsakdanjem življenju. Področje uporabe je zelo široko. Na njih je možno zgraditi veliko konstrukcij z minimalnimi stroški. Najenostavnejši primerjalnik je operacijski ojačevalnik brez pozitivne povratne informacije. Kot osnova za primerjalno napravo je uporabljena serijska enota LM339. Uvedeni so rdeči in zeleni indikatorji za nadzor in vizualizacijo delovanja vezja. Pri priključitvi napajanja na daljinski upravljalnik se mora prižgati ena od LED diod in katera od njih - ni pomembna. To je odvisno od številnih dejavnikov: mrežnega ciljanja na vezje, še posebej šaržnih in OA parametrov. Tudi če vzamete več enakih čipov, se bodo pojavili različni rezultati. Če je vhodni signal blizu "0", bo zelena svetila, in če je blizu napajalne napetosti, potem bo rdečaLED Nato lahko poskusite spremeniti logično stanje primerjalnika tako, da uporabite enega od vhodov za napetost, ki je enaka npr. Polovici napajalne napetosti OA. Izhodni signal ni odvisen od absolutne vrednosti napetosti na prednjem in obrnjenem vhodu. Ampak samo na napetostnih razlikah. Ti poskusi prikazujejo delo primerjalnika brez PIC. Tak primerjalnik se lahko uporabi, kadar ni potrebe po posebnih natančnih meritvah. Takšne naprave so domači termostati, polnilci za avtomobilske akumulatorje, naprave za razžveplanje (rekuperacija) avtomobilskih akumulatorjev, fotorele.

Primer praktične uporabe primerjalnika

Načeloma je predstavljen svetlobni senzor. Referenčna napetost je podana z upori RV1 in R2. V tem primeru RV1 služi kot konstruktor za nadzor občutljivosti. Prikaz je izveden na LED D1. Senzor je element LDR1, ki spreminja odpornost nihanja glede na osvetljenost. Pravzaprav je primerjalnik predstavljen z operacijskim ojačevalnikom LM324. Ta preprosta naprava prikazuje, kako primerjalno napravo deluje v praksi.

Primerjalniki mase: pojem

Primerjalna masa je naprava, namenjena določanju razlike med masnimi vrednostmi mase pri uravnavanju standardov mase in teže, ter za natančno tehtanje. Najbolj natančni primerjalniki mase so sposobni tehtati vsak vzorec in ga primerjati z drugim podobnim. To se zgodi na ravni atomov. Potreba po takšnih napravah nastane zaradi pomanjkljivosti referenčnih vzorcev mer teže in prostornine tekočine.

Primeri in uporaba napravPonderiranje

Ruski standard mase je platinski valj. Kopiran je bil iz francoskega vzorca pred 125 leti. V zadnjih letih je standard izgubil v obliki oksidov okoli 40 mikrogramov od prvotne teže. Zato je njegova uporaba za potrebe industrije, z visoko natančnostjo merjenja mase, zdaj težka. Razvili smo nov standard mase. Znanstveniki so določili silicijevo kroglo s parimi atomi. Zdaj je to najbolj natančna različica standardnega kilograma. Mednarodna skupnost sprejema njene značilnosti za uporabo. Ustvarjen vzorec zahteva več kopij. Ker sodobni znanstveni trendi, zlasti farmacija, bioinženiring, računalniška elektronika, razvoj nanotehnologije, zahtevajo natančne meritve. Za te veje znanosti in tehnologije so kritični stoti mikrograma. To težavo je treba rešiti z atomskim masnim komparatorjem - naprava je sposobna določiti razliko v več delcih. Atomska primerjalna naprava za meritve uporablja referenčni signal, pridobljen iz visoko preciznega kvarcnega oscilatorja. Izmerjena napetost je vzeta iz kvantnega diskriminatorja, ki določa stabilnost linije najmanjših delcev. Njegove spremembe so posledica razlik v številu vzorčnih atomov. Zato je zdaj najbolj natančna merilna naprava. Obstajajo tudi manj natančni komparatorji mase. Njihovi stroški so precej nižji od atomskih, za vse pa delajo v industriji, trgovini, standardizaciji.