Wzmacniacze operacyjne cz.3

W trzeciej części cyklu opiszę przydatne układy jakie można wykonać na wzmacniaczach operacyjnych. Będą to układy komparatora i wtórnika napięciowego

Zapraszam do zapoznania się także z pozostałymi częściami:

Układ komparatora analogowego

Jest to układ, który porównuje dwa napięcia i zależnie od ich stanu daje na wyjściu minimalne napięcie, albo maksymalne. Można powiedzieć, że jest to blok, który łączy elektronikę analogową i cyfrową i własnie tak jest często stosowany.

Jest dosyć ciekawym układem, ponieważ nie posiada pętli sprzężenia zwrotnego (w podstawowej wersji) mówi się, że rezystancja pętli jest nieskończenie duża.

komparator_schemat

Na wejście dodatnie podajemy jedno napięcie wejściowe, a na wejście ujemne stałą wartość zadaną z potencjometru. Ponieważ kiedy pętla sprzężenia zwrotnego jest otwarta, to wzmocnienie wzmacniacza jest nieskończenie duże i w chwili kiedy napięcie Uwe przekroczy wartość zadaną z potencjometru, to na wyjściu otrzymamy maksymalne napięcie, czyli napięcie zasilania wzmacniacza operacyjnego. A w chwil kiedy napięcie Uwe spadnie poniżej napięcia zadanego z potencjometru to na wyjściu będzie potencjał minusa zasilania.

komparator_wykres

Taki układ ma jednak pewną wadę, w sytuacji kiedy napięcia będą bardzo blisko siebie, to może dochodzić do bardzo częstych zmian napięcia na wyjściu. Co może skutkować ciągłym przeskakiwaniem przekaźnika, załączaniem i wyłączaniem grzałek, co mogło by skutkować częstymi awariami. Dla tego stosuje się układy z histerezą.

Układ komparatora analogowego z histerezą

Wykres histerezy działa bardzo podobnie, z tym, że załączanie i opadanie nie następuje dokładnie przy tym samym napięciu, mówi się, że linia histerezy idzie po dwóch różnych drogach.

komparator_histereza_wykres

Czytając taki wykres należy zwrócić uwagę na kierunek szczałek, pokazują one kierunek drogi histerezy. Patrząc od lewej widzimy, że przejście na stan niski nastopi dopiero przy napięciu Uph, a idąc od prawej strony napięcie wyjściowe osiągnie stan wysoki dopiero przy napięciu Upl. Takie rozwiązanie powoduje że w chwili gdy napięcia na wejściach są równe sobie to nie następuje przełączenie na wyjściu, tylko musi się ono różnić o znaczną wartość. Co prawda takie rozwiązanie powoduje pewną bezwładność układu, ale jest zdecydowanie bezpieczniejsze nie podstawowy układ. Często takie zachowanie można zaobserwować we szewskiego typu urządzeniach zawierających termostat (żelazka, kuchenki itp.).

Poniżej przedstawiam schemat układu na wzmacniaczu operacyjnym realizującego histerezę:

komparator_histereza_schemat

A poniżej przedstawiam zależności pozwalające obliczyć wszystkie napięcia:

komparator_histereza_wzor

Wtórnik napięciowy

Wtórnik napięciowy to jeden z najprostszych układów z wykorzystaniem wzmacniacza operacyjnego. Jego główna i jedyną cechą jest to że nie wzmacnia, anie nie osłabia sygnału, czyli mówiąc krótko k=0. Tą cechę zawdzięcza zerowej rezystancji pętli sprzężenia zwrotnego.

wtornik_schemat

Tego typu układy przeważnie stosuje się jako bufory, na przykład w celu zwiększenia wydolności prądowej jakiegoś wyjścia. Ponieważ prąd wejściowy jest prawie równy zero a prąd wyjściowy jest zależny od typu wzmacniacza, można dzięki temu łatwo odciążyć delikatne źródło sygnału, na przykład niektóre czujniki.

Dodaj komentarz

Twój adres email nie zostanie opublikowany. Pola, których wypełnienie jest wymagane, są oznaczone symbolem *

Time limit is exhausted. Please reload CAPTCHA.

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.