Якщо в схему показану на малюнку 1а послідовно з резистором R запаяти світлодіод, підключивши його анодом до джерела живлення +5 В, а на входи за допомогою резисторів подати напруги, то змінюючи ці напруги хоча б за допомогою змінних резисторів, можна змусити блимати світлодіод. У якій послідовності подавати опорне і вхідна напруги можна дізнатися далі. Нехай така схема для перевірки буде маленьким практичним завданням.
Логіка роботи компаратора
Функціональна схема компаратора показана на малюнку 2.
Малюнок 2. Функціональна схема компаратора
При такій кількості входів і вхідних сигналів можливі два варіанти. У першому випадку, показаному в лівій частині малюнка, опорна напруга подається на інвертується вхід, а вхідний на неінвертуючий. Якщо при цьому вхідна напруга перевищить опорне, то на виході компаратора з'явиться високий рівень (лог. 1). В іншому випадку будемо мати логічний нуль.
У другому варіанті, показаному в правій частині малюнка, опорна напруга подається на прямий вхід, а вхідний на інвертується. У цьому випадку якщо вхідна напруга більше, ніж опорне на виході компаратора логічний нуль, в іншому випадку одиниця. На малюнку 2 всі ці умовиводи показані у вигляді математичних формул.
Але тут у уважного читача може виникнути справедливе питання: «Подивіться на малюнок 1, скільки там виходів! Так про яку ж з них йде мова, який тут нуль і де тут одиниця? »У цьому випадку мова йде про базу вихідного транзистора, вважається, що це вихід операційного підсилювача, на який подаються вхідні сигнали. А вже вихідний транзистор, як було зазначено в коментарі до малюнка 1, можна включити будь-яким способом.
Деякі характеристики аналогових компараторів
При використанні компараторів потрібно враховувати їх характеристики, які можна розділити на статичні і динамічні. Статичні параметри компаратора це ті, які визначаються в сталому режимі.
Насамперед, це порогова чутливість компаратора. Вона визначається як мінімальна різниця вхідних сигналів, при якій на виході з'являється логічний сигнал.
Крім вхідних і вихідних багато компаратори мають висновки для подачі напруги зсуву Uсм. За допомогою цієї напруги здійснюється необхідне зміщення передавальної характеристики щодо ідеального стану.
Одним з основних параметрів компаратора є гістерезис. Пояснити це явище найпростіше, використовуючи приклад із звичайним реле. Нехай робоча напруга котушки, наприклад, 12В, тоді саме при ньому відбудеться спрацьовування реле. Якщо після цього поступово зменшувати напругу живлення котушки, то відпускання реле станеться, наприклад, при напрузі 7В. Ось ця різниця в цілих 5В для даного реле і є гістерезис. Але повторного включення реле, якщо напруга так і залишиться на рівні 7В, не відбудеться. Для цього треба напругу підняти знову до 12В. І ось тоді ...
Те ж саме спостерігається і у компараторів. Припустимо, що вхідна напруга плавно зростає щодо опорного (сигнали подані, як показано в лівій частині малюнка 2). Як тільки вхідна напруга стане вище опорного (не менше, ніж на величину порогової чутливості) на виході компаратора з'явиться логічна одиниця.
...
