Componentes de la electrónica: cómo utilizar un amplificador operacional como un comparador de voltaje
UN comparador de voltaje es un circuito electrónico que compara dos tensiones de entrada y le permite saber cuál de los dos es mayor. Es fácil crear un comparador de tensión de un amplificador operacional, debido a que la polaridad del circuito de salida del amplificador operacional depende de la polaridad de la diferencia entre las dos tensiones de entrada.
Suponga que tiene una fotocélula que genera 0,5 V cuando se expone a la luz solar, y desea utilizar esta fotocélula como un sensor para determinar cuándo es de día. Puede utilizar un comparador de tensión para comparar el voltaje de la célula fotoeléctrica con una tensión de 0,5 V de referencia para determinar si es o no el sol está brillando.
En el circuito de tensión-comparador, primero un voltaje de referencia se aplica a la entrada inversora (V-) - entonces el voltaje que se compara con la tensión de referencia se aplica a la entrada no inversora. La tensión de salida depende del valor de la tensión de entrada con respecto a la tensión de referencia, como sigue:
| Voltaje de entrada | Tensión de salida |
|---|---|
| Menos de tensión de referencia | Negativo |
| Igual a la tensión de referencia | Cero |
| Mayor que la tensión de referencia | Positivo |
Tenga en cuenta que el nivel de tensión tanto para las tensiones de salida positivos y negativos será de aproximadamente 1 V menor que la fuente de alimentación. Por lo tanto, si la fuente de alimentación op-amp es 9 V, la tensión de salida será 8 V si la tensión de entrada es mayor que la tensión de referencia, 0 V si la tensión de entrada es igual a la tensión de referencia, y -8 V si la tensión de entrada es menor que la tensión de referencia.
Puede modificar el circuito para eliminar la tensión negativa si la entrada es menor que la referencia enviando la salida a través de un diodo. En este circuito, una tensión positiva aparece en la salida si el voltaje de entrada es mayor que la referencia de voltaje de lo contrario, no existe ninguna tensión de salida.
Para crear un comparador de tensión que genera una tensión de salida positiva si la tensión de entrada es menos que una tensión de referencia, aplicar la tensión de referencia a la inversora (V-) De entrada, y la tensión de entrada se aplica a la no inversora (V+) De entrada.
Video: Circuito Comparador (Amplificador Operacional LM324)
El circuito final comparadores de tensión que debe saber acerca es la comparador de ventana, que le permite saber si el voltaje de entrada cae dentro de un rango determinado. Un comparador de ventana requiere tres entradas: una baja tensión de referencia, una tensión de referencia alta, y una tensión de entrada.
La salida del comparador de ventana será un voltaje positivo sólo si la tensión de entrada es mayor que la tensión de referencia baja y menor que la tensión de referencia de alta. Si la tensión de entrada es menor que la tensión de referencia baja, la salida será cero. Del mismo modo, si la tensión de entrada es mayor que la tensión de referencia alta, la salida también será cero.
Se necesitan dos amplificadores operacionales para crear un comparador de ventana. Un amplificador operacional está configurado para producir la tensión de salida positiva solamente si la entrada es mayor que la tensión baja de referencia (VREF (BAJO)). El otro amplificador operacional está configurado para producir la tensión de salida positiva solamente si la entrada es inferior a la tensión alta de referencia (VREF (ALTO)).
La tensión de entrada está conectado a ambos op amps- la tensión de salida se envía a través de diodos para permitir sólo tensión positiva y luego combinarse. La salida resultante tendrá un voltaje positivo sólo si la tensión de entrada cae entre las tensiones de referencia de baja y alta.
Video: Amplificador operacional funcionando como comparador con histéresis - Electrònica Analògica
Observe que las conexiones de alimentación no se muestran por separado para cada amplificador operacional en el circuito. Es común que se omitan las conexiones de alimentación cuando varios amplificadores operacionales se utilizan en un solo circuito. Si se muestran las conexiones de alimentación para todos los amplificadores operacionales, las conexiones de alimentación complicaría innecesariamente el esquema.