Skocz do zawartości

Kurs elektroniki II - #4 - komparatory napięć


Pomocna odpowiedź

Rutusowiec, niestety trochę nie rozumiem pytania - postaram się jednak odpowiedzieć 🙂 Oczywiście schemat z artykułu jest bardzo dużym uproszczeniem komparatora. Sprawdzając napięcie na wyjściu należy pamiętać, że (cytując fragment z artykułu):

Takie wyjście posiada większość komparatorów. Na ogół, między to wyjście, a dodatni biegun zasilania włącza się rezystor, co pozwala na uzyskiwanie na wyjściu odpowiednich napięć.

Rezystor podpinany jest między wyjście, a dodatni biegun zasilania, a nie do masy. Stąd wartości mogą wydawać się "odwrotne".

Link to post
Share on other sites

Treker dzięki za odpowiedź ale mam jeszcze jedno pytanie...🙁

Tranzystory T1 oraz T2 są to tranzystory pnp a więc zostają zamknięte wtedy gdy potencjał emitera względem bazy jest większy i różnica ta wynosi co najmniej 0.7V?!

Na schemacie mamy napięcia:

dla T1 Ue=2.7V Ub=2V czyli w tym przypadku różnice mamy 0.7V

dla T2 Ue=2.7V Ub= 2.5V w tym przypadku różnice mamy 0.2V

Dla T1 osiągnięto różnicę Ube=0.7V czy jest to ten potencjal który otwiera ten tranzystor czy różnica potencjałów między bazami tranzystorów T1 oraz T2 steruje/decyduje który ma się otworzyć?

Jeszcze jedno..a co jeśli różnica potencjałów Ube dla T1=0.7V a dla T2 Ube=1.5V czy oba zostaną otwarte "dzieląc" się prądem dostarczonym przez R1 zgodnie z prawem Kirchhoffa?! Czy tam gdzie jest większa różnica potencjałów tranzystor otworzy się wcześniej zasysając z układu cały prąd do masy i nie pozwoli się otworzyć drugiemu?!

Link to post
Share on other sites

Cześć!

Na wstępie muszę pogratulować, bo fajny materiał dla początkujących (i dla tych bardziej zaawansowanych też, bo przecież zdarzy się czegoś zapomnieć) wyszedł. Mam wątpliwość co do opisu układu LM311, albo jest błąd, albo ja się mylę (cyfrowo tak 0 albo 1) 🙂

Napisałeś, że napięcie zasilania może wynieść od 5V do 30V. Z kolei tutaj na 4 stronie dokumentacji od TI są podane rekomendowane wartości z zakresu 3.5V do 30V. Drobny błąd? Czy może po prostu korzystałeś z układu innego producenta, innej noty katalogowej? Wiem, że to raczej szczegół, ale rzucił mi się w oczy.

  • Lubię! 1
Link to post
Share on other sites

tomekm, układ ten występuje w różnych wersjach (literki na końcu), można znaleźć wersje z zakresu 3,5-30V, 5-15V, 5-30V itd. Akurat nasza wersja LM311P może być zasilana napięciem z zakresu 3,5-30V, więc dziękuję za czujność - poprawiam w tekście 🙂

Rutusowiec, najlepiej zrozumieć ten temat w praktyce 🙂 Jeśli nie masz możliwości zbudowania takiego układu, to proponuję skorzystać z programu, w którym stworzyłem animację widoczną na poprzedniej stronie tego tematu: http://www.yenka.com/technology/

Będziesz mógł zbudować tam odpowiedni układ i pomierzyć wszystkie napięcia. Wtedy całość powinna być jasna 🙂

  • Lubię! 1
Link to post
Share on other sites

Napięcie DC (stałe) wydaje się, że nie zmienia wartości w czasie. Jednak jakby spojrzeć na nie na oscyloskopie to zauważysz takie "piki" napięcia (w górę i w gół), dlatego używa się kondensatorów małej pojemności, przeważnie okolice pF-nF. Wydawać się może, że to mała pojemność ale kondensator ceramiczny jest bardzo "szybki" i jest w stanie "nadążyć" za zmianami napięcia. Dodatkowo warto użyć kondensatora elektrolitycznego (pojemność rzędu µF-przeważnie kilkanaście do kilkuset).

  • Lubię! 1
Link to post
Share on other sites
jeżeli napięcie na wejściu nieodwracającym jest wyższe niż na odwracającym, to napięcie na wyjściu jest zbliżone do dodatniego bieguna zasilania,

w przeciwnym razie, napięcie wyjściowe jest bliskie ujemnemu biegunowi zasilania.

Czyli prościej ujmując wynikiem będzie napięcie lub jego brak? (0 lub 1).

Link to post
Share on other sites

dejmieno, jeśli rozpatrujemy to jako elektronikę cyfrową, to tak właśnie będzie. Podczas tego kursu nie zajmowaliśmy się takimi rzeczami, więc w opisach zostaliśmy przy "napięciach". Pamiętaj jednak, że napięcie wyjściowe w stanie wysokim (1) jest tutaj zależne od napięcia zasilającego układ - nie ma tutaj żadnej gwarancji, że na wyjściu będzie bezpieczne 3,3V lub 5V.

Link to post
Share on other sites

Rozpocząłem drugą część kursu elektroniki po przerobieniu pierwszej. Bardzo fajny rozdział. Zbudowałem układ i zadziałał prawidłowo.

Mam jednak pytanie o HISTEREZĘ gdyż coś mi nie pasuje na animacji w porównaniu do zbudowanego obwodu.

Na animacji https://forbot.pl/blog/wp-content/uploads/2015/12/komparatorAnim.gif dioda zapala się i gaśnie w różnych położeniach potencjometru. Podczas gdy na zbudowanym układzie jak testuję to zapala się i gaśnie w tym samym punkcie położenia potencjometru.

1. Mogę prosić o objaśnienie powyższego ?

2. Dodatkowo jak czytam opis nad animacją "jeżeli dioda nie świeci, to napięcie na wyjściu jest wysokie" też coś mi nie pasuje. Dioda chyba świeci właśnie wtedy gdy napięcie jest wysokie na wyjściu, a gaśnie gdy jest niskie (przynajmniej na logikę i jak mierzyłem świeci gdy na wyjściu ma ok 6V, a gdy gaśnie napięcie na wyjściu to ok 1,5V)

Link to post
Share on other sites

MaxHardcr coś masz żle, dioda gaśnie kiedy u mnie na wyjściu pojawia się ok 5V, a zapala się kiedy na wyjściu mam jakieś 0,27V. Pamiętaj jak masz włożone nóżki diody, gdzie anoda a gdzie katoda... Wyjście podaje "-" do diody... dobrze mówię? Zielony jestem jeszcze:-)

Inny mój problem: mój komparator nie ma wcięcia, nie wiadomo jak go obrócić, porównałem ze zdjęciami z kursu, dałem "napisem w moją stronę" i działa.

Link to post
Share on other sites

MaxHardcr, dioda faktycznie powinna zmieniać swój stan w trochę innych punktach. Sprawdź dla pewności, czy wszystkie połączenia są poprawne. Może różnica w pozycjach potencjometru jest u Ciebie po prostu bardzo mała? Na animacji różnica ta jest stosunkowo duża dla łatwiejszego zobrazowania tematu 🙂

Dioda podłączona jest katodą (minusem) do wyjścia komparatora, więc zaświeci się, gdy na jego wyjściu będzie stan niski (masa/0V), więc opis jest poprawny. Może podłączyłeś diodę odwrotnie (czyli anodą do komparatora)?

Link to post
Share on other sites

Nie rozumiem... mam taką aplikację na fona: Electro Droid(fajna), jest tam coś takiego jak kalkulator min. do "wzmacniacza operacyjnego nieodwracającego", doszedłem do tego, że chodzi o komparator napięć(proszę sie nie śmiać z mojej inteligencji, jestem zielony w elektronice:-)).

Można tam wstawić napięcie na wejściu nieodwracającym, napięcie na wyjściu oraz oporności na połączeniu wyjścia z wejsciem odwracającym i dalej następny opornik do masy. Program wylicza po wstawieniu jednych danych resztę wyników, mam nadzieję, że to co piszę jest w miarę jasne.

Ale ja myślałem, że komparator porównuje dwa napięcia i albo puszcza napięcie z nieodwracającego na wyjście albo nie. To jakim cudem mając na wejściu nieodwracającym np.5V, można przez kombinacje z opornikami uzyskać na wyjściu np.24V??????Skąd???

W kursie owszem było coś napisane o tym, że komparator potrafi potężnie wzmocnić napięcie różnicowe między wejściami, ale było napisane, że na wjściu pojawia się napięcie zbliżone do "+'.

Ktoś coś?

Link to post
Share on other sites

SOYER, wydaje mi się, że trochę pomieszałeś kilka tematów - proponuję raz jeszcze na spokojnie przeczytać artykuł. Zwróć uwagę na ten fragment:

Komparator patrzy na różnicę napięć między wejściami i na tej podstawie ustawia swoje wyjście:

> jeżeli napięcie na wejściu nieodwracającym jest wyższe niż na odwracającym, to napięcie na wyjściu jest zbliżone do dodatniego bieguna zasilania,
> w przeciwnym razie, napięcie wyjściowe jest bliskie ujemnemu biegunowi zasilania.

Jeśli nasz komparator zasilamy z 5V, to oznacza, że w pierwszym przypadku na wyjściu otrzymamy około 5V, a w drugim 0V/masę/GND (kwestia nazewnictwa). W przypadku omawianego eksperymentu anoda diody połączona jest na stałe przez rezystor do dodatniej szyny zasilania:

Aby dioda się zaświeciła, to do jej katody należy "doprowadzić" 0V/masę/GND. Dlatego, gdy na wyjściu komparatora mamy 0V/masę/GND, to dioda świeci. Spójrz jeszcze raz na ten schemat, gdy na wyjściu komparatora jest 5V, to znaczy, że dioda na obie nóżki otrzymuje dodatnią szynę zasilania (5V). To tak, jakby oba wyprowadzenia podłączyć do plusa baterii, nie ma szans, aby dioda wtedy świeciła. Musimy do niej doprowadzić obie szyny zasilania (+ i -).

Link to post
Share on other sites

Nie znam odcinka naszego kursu o komparatorach i nie wiem jak to było tam wytłumaczone, ale najpopularniejsze (i najtańsze) komparatory z którymi tutaj pracujesz, np. pojedynczy LM311, podwójny 393 lub poczwórny 339 to układy które porównują napięcia wejściowe i mają wyjście typu "otwarty kolektor" - zapamiętaj to wyrażenie, bo często się je spotyka w elektronice.

Wejścia komparatora są odseparowane od wyjść wieloma tranzystorami i opornikami i bezwzględne napięcia podane do wejść nie mają wpływu na wielkość tego co dostajesz na wyjściu. Ważny jest tylko znak różnicy. Komparator "sprawdza" czy U(+) - U(-) > 0, innymi słowy porównuje oba napięcia. I jeśli U(-) jest większe (np. zapodasz 3V na U(+) a 3.1V na U(-)), zwiera swoje wyjście do masy a gdy U(+) jest większe (np. odpowiednio 0.4V i 0.2V), nie zwiera. To wszystko. Tak więc na wyjściu możesz dostać albo sztywne 0V (no mniej więcej, nic nie jest tak proste) albo drut "wiszący w powietrzu". I teraz jeśli podciągniesz to wyjście opornikiem do jakiegoś napięcia dodatniego, np. do 10V to będziesz dostawał albo 0V albo 10V i wielkość obu tych napięć nie zależy ani od napięć na wejściach ani napięcia zasilania komparatora, które może być zupełnie inne, np. 6V. Możesz też szeregowo z tym opornikiem podłączyć diodę LED i ona świecąc będzie pokazywała czy wyjście komparatora jest zwarte do masy czy nie. Najprościej wyobrazić sobie, ze w środku scalaka jest przycisk zwierający (albo nie) wyjście do masy.

Natomiast robiąc wzmacniacz chcemy czegoś zupełnie innego. Zasilamy nasz wzmacniacz z jakiegoś napięcia (np. +5V) i zależy nam, by napięcie wyjściowe właśnie nigdy nie "opierało się" o widełki napięć zasilania między którymi "rozpięliśmy" nasz wzmacniacz. Wtedy mówimy, że działa on w zakresie liniowym, bo napięcie wyjściowe spełnia założenie

Uwy = K * Uwej

gdzie K to wzmocnienie ustalane opornikami.

Przykład: Wzmacniacz zasilamy z +5V. Jeśli za pomocą oporników 10k i 1k ustawimy sobie wzmocnienie na 11 to i tak, niezależnie od tego na wyjściu dostaniemy napięcia jedynie z przedziału od 0 do 5V. Wzmacniacz wzmacnia, ale jest fizycznym układem elektronicznym i nie robi energii z niczego. Może bazować tylko na swoich zasilaniach. Jeśli podasz mu na wejście 100mV, na wyjściu dostaniesz 1.1V. Jeśli podasz 350mV dostaniesz 3.85V ale jeśli podasz 500mV dostaniesz 5V i koniec, bo już w okolicach 450mV przekroczyłeś zakres pracy liniowej swojego wzmacniacza.

I teraz możesz żonglować zasilaniami i wzmocnieniami wiedząc czego potrzebujesz. Wzory obliczeniowe są dobre, ale trzeba je stosować z głową. Jeżeli dasz wzmocnienie 1000 to z małego scalaczka zasilanego z 3V nie dostaniesz 1kV po podaniu 1V na wejście. Jeśli masz jakiś program nie uwzględniający zasilania wzmacniacza, to podaje on teoretyczne napięcie wyjściowe przez zwykłe pomnożenie

Uwy = K * Uwej

ale teraz wiesz, że to nie jest cała prawda.

  • Lubię! 2
Link to post
Share on other sites

wytłumaczcie mi jedną rzecz na początek, a potem będę próbował zrozumieć resztę:

komparator (pomijając przyczynę z różnicami napięć na wejsciach)

-- albo zwiera do masy i wtedy mamy na wyjściu zasilanie takie jak podłączyliśmy "z zewnątrz komparatora" (zółte zaznaczenie trekera)

-- albo nie zwiera do masy i wtedy nie ma zasilania na wyjściu

tak?

bo dotychczas myślałem, że albo zwiera do masy, albo "puszcza" napięcie z wejścia nieodwracalnego, a okazuje się, że w żadnym przypadku nie "puszcza" napięcia przez siebie tylko albo "puszcza" masę albo nic... tak????

Link to post
Share on other sites
Zarejestruj się lub zaloguj, aby ukryć tę reklamę.
Zarejestruj się lub zaloguj, aby ukryć tę reklamę.

jlcpcb.jpg

jlcpcb.jpg

Produkcja i montaż PCB - wybierz sprawdzone PCBWay!
   • Darmowe płytki dla studentów i projektów non-profit
   • Tylko 5$ za 10 prototypów PCB w 24 godziny
   • Usługa projektowania PCB na zlecenie
   • Montaż PCB od 30$ + bezpłatna dostawa i szablony
   • Darmowe narzędzie do podglądu plików Gerber
Zobacz również » Film z fabryki PCBWay

Dołącz do dyskusji, napisz odpowiedź!

Jeśli masz już konto to zaloguj się teraz, aby opublikować wiadomość jako Ty. Możesz też napisać teraz i zarejestrować się później.
Uwaga: wgrywanie zdjęć i załączników dostępne jest po zalogowaniu!

Anonim
Dołącz do dyskusji! Kliknij i zacznij pisać...

×   Wklejony jako tekst z formatowaniem.   Przywróć formatowanie

  Dozwolonych jest tylko 75 emoji.

×   Twój link będzie automatycznie osadzony.   Wyświetlać jako link

×   Twoja poprzednia zawartość została przywrócona.   Wyczyść edytor

×   Nie możesz wkleić zdjęć bezpośrednio. Prześlij lub wstaw obrazy z adresu URL.

×
×
  • Utwórz nowe...

Ważne informacje

Ta strona używa ciasteczek (cookies), dzięki którym może działać lepiej. Więcej na ten temat znajdziesz w Polityce Prywatności.