Кернеу компараторы өте қызықты құрылғы. Ол қалай жұмыс істейді? Оның функцияларын орындауға не мүмкіндік береді? Әр үйде көп кездесетін көптеген тұрмыстық техникада олардың маңыздылығын атап өтпеу мүмкін емес.
Жалпы ақпарат
Электрондық тізбектерді басқару үшін әртүрлі құрылғылардың көп саны қолданылады. Олар сигналдарды тармақтауға және теңшеуге мүмкіндік береді. Екі түрлі импульсті салыстыру үшін компаратор қолданылады. Ол нені бейнелейді? Кернеу компараторы - бұл екі түрлі кернеу мен токты салыстыратын құрылғы және алынған мәліметтер негізінде ол соңғы қуат сигналын шығарады. Оның көмегімен алынған үлкенірек мән көрсетіледі және алынған параметрлердің қатынасы көрсетіледі. Құрылғыда теріс және оң сигналдарды өңдей алатын екі аналогтық кіріс терминалы бар. Оларда ADC сияқты бір екілік сандық шығыс бар. Оның қызметі неге негізделген? Жұмысты қамтамасыз ету үшін әрқашан транзисторлық кернеу компараторы жасалады.
Қазіргі заманда не қолданылады
Бастапқыда біріктірілген кернеу компараторлары кеңінен қолданылды. Олардың жұмысының тән ерекшеліктері үшін олар жоғары жылдамдықты деп аталды. Олар белгілі бір диапазондағы дифференциалды кернеуді қажет етеді, ол желідегі кернеуден әлдеқайда төмен. Мұндай құрылғылар белгіленген шектен шығатын сыртқы сигналдардың болуына жол бермеді. Қазіргі заманғы аналогты-цифрлық кернеу компараторында транзисторлық кіріс бар. Әдетте, ол үшін әлеуетті сигнал 0,3 В мәнінен аспауы керек. Микроконтроллерде жиі кернеу компараторын табуға болады. Мұндай жағдайлар үшін Microchip және Atmel компанияларының өнімдері пайдаланылады. Егер стерео компаратормен жұмыс істеуге тура келсе (оларды ультра жылдам типті компараторлар деп те атайды), онда қажетті шек 0,2 В-тан аспайды. Қолданылатын диапазонның мәні белгілі бір кіріс кернеуімен шектелетінін ескеру қажет.
Бәрі осы ма?
Әрине жоқ! Сондай-ақ операциялық күшейткіште кернеу компараторы бар. Бұл кіріс пен жоғары сигнал кедергісі арасындағы айырмашылық өте жақсы теңдестірілген құрылғы. Осыған байланысты олар төмен кернеуі бар тізбектердің жұмысын қамтамасыз ету қажет болған жағдайларда қолданылады. Сондай-ақ, операциялық күшейткіштерді пайдаланатын құрылғыларды жиі бейне спектрлік компаратор деп те атайды. Теориялық тұрғыдан ол ашық цикл конфигурациясында жұмыс істей алады (яғни теріс кері байланыс жоқ). Мұндай жағдайларда құрылғы қолданыладыөнімділігі төмен салыстырушы ретінде.
Операциялық күшейткіштері бар компараторлардың кемшіліктері қандай
Олардың теріс тұстары бар:
- Сонымен, олардың негізгі мақсаты – теріс кері байланыс болмаған кезде сызықтық режимде жұмыс істеу. Сондай-ақ оларда айтарлықтай маңызды қалпына келтіру режимі бар.
- Барлық дерлік операциялық күшейткіштерде жоғары жиілікті сигналдарды жасау кезінде шығыс кернеуінің айналу жылдамдығын шектейтін ішкі компенсаторлық конденсаторлар бар. Сондықтан мұндай тізбектерді пайдалану импульстердің аздап кешігуіне әкеледі.
- Соңында, компаратордың ішкі гистерезисі жоқ.
Осы кемшіліктерге байланысты әртүрлі тізбектерді басқару үшін құрылғыны пайдалану көбінесе әртүрлі күшейткіштерсіз орындалады. Жалғыз ерекшелік - генераторды пайдалану.
Қолдану
Кернеу компараторының жұмысы көбінесе шығыс кернеуі шектеулі өндірістік процестерде қолданылады. Бірақ сонымен бірге оның сандық логикамен жақсы әрекеттесуі қажет. Сондықтан оларды жиі әртүрлі жылу құрылғыларында табуға болады. Мысалы, температура қосқышы, термостат және т.б. Оларды тұрақтандырғыш, таймер және т.б. сияқты құрылғылардың сигналдары мен қарсылығын салыстыру үшін де пайдалануға болады. Тұрмыстық құрылғыларда олар баркез келген дерлік микрочип. Кернеу компараторын микротолқынды пеште, пеште және басқа да көптеген заманауи құрылғыларда табуға болады.
Жұмыс принципі
Осы құрылғының логикалық «ойларына» барайық. Сонымен, бастапқыда плюс кірісіне аналогты сигнал беріледі. Оны инверсиялық емес деп атайды. Содан кейін біз шығуға көшеміз. Ол инверттелген деп аталады және қарама-қарсы полярлықтың екі ұқсас сигналын жібере алады. Құрылғының «қабылданған» шешімін не анықтайды? Аналогтық кіріс шығыстан үлкен делік. Бұл жағдайда біз логикалық бірлік аламыз. Осыған байланысты, мысалы, транзистордың ашық коллекторы қосылады немесе тізбектің басқа элементімен басқа әрекет орындалады. Және ол өзіне жүктелген функцияларды орындауға кіріседі. Аналогтық шығыс кірістен үлкен болса, құрылғы логикалық нөлдік режимде жұмыс істейді және ештеңе болмайды. Мұндай жағдайларда компаратордың эталондық кернеуі үлкен рөл атқарады.
Және құрылғы туралы аздап толығырақ
Екі шекті және фазалық компараторларға назар аударайық. Оларды қолдану жағдайында жұмыс әрдайым дерлік логикалық схемалардағы кірістерге әсер етуге негізделген. Ал олардың жұмыс істеуі электрмен жабдықтау желісінің деңгейіне байланысты. Бұл сигналдың аналогтық формадан цифрлық түрге өтуінің біршама ерекше элементтері деп айта аламыз. Осыған байланысты сигнал шығыстарының белгісіздігін көрсетпеуге болады. Неліктен? Өйткені, компаратор әрқашан гистерезис циклінің белгілі бір түсірілімін қамтамасыз ете алады.
Қолданба
Олардың қайда және қалай қолданылатынын толығырақ қарастырайық. Сонымен, көптеген үйлерде ноутбукта немесе телефонда аккумуляторды зарядсыздандыруға арналған кернеу компараторы, таразылар, желілік кернеу сенсорлары бар. Сіз оларды кіріс импульстерін басқаруды қамтамасыз ету үшін қолданылатын көптеген әртүрлі интегралды схемалардан таба аласыз. Бұл сигнал көзі мен тағайындалған орын арасындағы байланысты қамтамасыз етеді. Компаратор-регулятор (триггер) Shimmer жиі қолданылады. Бұл маңызды артықшылық сигналдардың айтарлықтай санын салыстыруға болатын көп арналы режимде жұмыс істеу мүмкіндігі болып табылады. Ол өте кең функционалдылықты қамтамасыз етеді (стандартты компараторлармен салыстырғанда). Сондай-ақ, бұл құрылғылар өңделетін беттің күйін көзбен анықтау үшін қолданылады. Осы мақсаттар үшін кедір-бұдырлық компараторы пайдаланылады.
Бағдарламалау
Салыстырғыштар PWM схемасының бөлігі ретінде пайдаланылады. Бірақ тек қана емес. Оларды жеке бағдарламаларды немесе олардың құрамдастарын жазу үшін де пайдалануға болады. Осылайша, олар жиі java жинақтарын жасау үшін қолданылады. Бұл үшін не қажет? Міне, жауаптары бар шағын тізім:
- Бастапқыда сіз әзірлеу ортасына қамқорлық жасауыңыз керек. Мавенге назар аударуды ұсынуға болады. Онда жоба жасалады және оған қажетті құрамдас бөліктер таңдалады.
- Содан кейін қосымша утилиталар орнатылады және жаңа файл жасауды бастау керек. үзу керек екенін есте сақтаңызпроцесс жарамсыз. Сондай-ақ, жұмыс кезінде жұмыстың барлық кезеңдерінде үнемдеу ұсынылады.
- Бәрі дайын болғанда, қажетті параметрлерді орнату керек.
- Одан кейін деректерді тексеру үшін пайдаланылатын сыныпты жасау керек, сондай-ақ оларды қажетті жад ұяшықтарына тарату керек. Класс сонымен қатар белгілі бір ақпаратты нақты параметрлер бойынша сұрыптау және қажет болған жағдайда олардың қорғалуын қамтамасыз ету үшін пайдаланылады.
Сатып алу кезінде құрылғыны қалай таңдауға болады
Кез келген радиотехника дүкенінен дайын компаратор сатып алуға болатын сияқты. Оның бағасы қойылған талаптарға байланысты болады. Ең алдымен, құрылғының мақсаты туралы шешім қабылдау керек. Содан кейін арналар саны сияқты сәтке назар аудару керек. Сондай-ақ, құрылғыны сыртқы зақымдар үшін мұқият тексеру керек. Демек, ол тасымалдау кезінде зақымдалуы мүмкін немесе ол жай ғана нашар орындалған болуы мүмкін.
Кернеу компараторының өнімділігін тексеру әдісі
Көптеген жаңадан бастаушы радиоәуесқойларда құрылғыны қолдануға болатын-болмайтынын қалай білуге болады деген сұрақ жиі туындайды. Ол үшін қандай да бір күрделі схема немесе құрылғының болуы қажет емес. Мұны істеу үшін вольтметрді пайдалану жеткілікті. Бұл жағдайда кірістерге реттелетін кернеу қолданылады және оның жұмыс істейтіні немесе жұмыс істемейтіні анықталады. Құрылғыларда көбінесе шығыс транзисторы бар екенін ұмытпау керек. Оларда «ауада ілулі тұрған» сияқты коллектор мен эмитент бар. Сондықтан тиісті қосылымды қамтамасыз ету қажет. Бұл жағдайда, қосуинверттелген кіріс қолданылатын анықтамалық кернеу.
Қорытынды
Сонымен кернеу компараторы қарастырылды. Бұл пайдалы құрылғы көптеген әртүрлі құрылғылардың жұмысын қамтамасыз етеді. Салыстырғыш көптеген әртүрлі схемаларды жасауға және радиоәуесқойдың қызмет өрісін айтарлықтай кеңейтуге мүмкіндік береді. Сіз бұрыннан бар әзірлемелермен шектелмеуіңіз керек. Бұл ретте компаратордың басқа элементтермен жұмыс істеуін қамтамасыз етуді үйрену қажет.
