Comparadores de tensión

31/08/13 Comparadores de tensión

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Información y circuitos comparadores de tensión

Esta página proporciona información básica acerca de los circuitos integrados comparadores de tensión y es la deactuar como material de referencia para otros circuitos. Los circuitos que se muestran se basan en el chip de

cuádruple LM339 Comparador de voltaje o el chip Comparador de voltaje dual LM393. Estos dispositivos sonfuncionalmente idénticos. El comparador de voltaje LM311 puede ser utilizado para estas aplicaciones, así y tambiéntiene una serie de características únicas.

LM339 Ficha tecnica - National Semiconductor (PDF)



NOTA: Amplificadores Operacionales (amplificadores operacionales), tales como LM324, LM358 y LM741 no

se pueden utilizar directamente en muchos circuitos comparadores de voltaje. Opamps a menudo pueden ser

utilizados como comparadores de tensión si un diodo o transistor se añade a la salida amplfiers. No es un diagramaque muestra estas adiciones más abajo en esta página.

Circuitos internos para 1/4 de una LM339

Pin Diagrama For An LM339

http://www.national.com/ds/LM/LM339.pdf





Imprimir el diagrama en el centro de una hoja de papel y luego dibujar un circuito con las ubicaciones de los pines

ICs.


Imprimir el diagrama en el centro de una hoja de papel y luego dibujar un circuito con las ubicaciones de los pinesICs.




Imprimir el diagrama en el centro de una hoja de papel y luego dibujar un circuito con las ubicaciones de los pinesICs.

Circuitos equivalentes comparador

Por simples fuentes de alimentación

Un circuito "Comparador de tensión" integrada es equivalente a un amplificador operacional, como el LM358 oLM324, con dos transistores NPN agregan a la salida de cada amplificador. (Consulte el esquema de arriba.) Estadisposición produce una salida "colector abierto" para cada uno de los cuatro comparadores en un chip LM339.Cada salida puede hundir 15 miliamperios y puede soportar tensiones de hasta 50 voltios.

La salida se enciende o apaga en función de las tensiones relativas a las entradas positiva y negativa del comparador,vea las reglas siguientes. Las entradas son muy sensibles y una diferencia de sólo unos pocos milivoltios entre elloshará que la salida para encender o apagar.

Los chips comparador LM339, LM393 y LM311 puede funcionar desde un único o doble fuente de alimentaciónde hasta 32 voltios máximo.

Cuando se opera de la energía dual o de división suministra el funcionamiento básico de virutas de comparación es



sin cambios, excepto que para la mayoría de los dispositivos emisor del transistor de salida está conectado a la líneade alimentación negativa y no el circuito común. Una excepción a esto es el LM311, que tiene un terminal de emisor

independiente que se puede conectar a cualquiera de los menos o neutro de la alimentación.

Alimentación dual Comparador equivalente esquemática

Cuando se opera de la energía dual o de división suministra las tensiones de entrada puede estar por encima o pordebajo de la tensión común o cero de la alimentación. También, uno de los comparator'sinputs se puede conectar a lacomún, de modo que se crea un detector de "cruce por cero '.

Operación de comparación

El siguiente dibujo muestra las dos configuraciones más simples para comparadores de tensión. Los siguientes

diagramas de los circuitos dan los resultados de salida en forma gráfica.

Para estos circuitos de la tensión de referencia se fija en la mitad de la tensión de alimentación, mientras que la tensiónde entrada es variable entre cero y la tensión de alimentación.

En la teoría de la referencia y tensiones de entrada pueden estar en cualquier lugar entre cero y la tensión dealimentación, pero hay limitaciones prácticas en la gama actual, dependiendo del aparato particular utilizado.



Vs de entrada. Resultados de salida

1. La corriente fluirá a través del colector abierto cuando el voltaje en la entrada PLUS es menor que la tensiónen la entrada menos.

2. Actual no fluirá a través del colector abierto cuando el voltaje en la entrada PLUS es más alto que el voltaje enla entrada MENOS.

Offset de entrada de voltaje

Comparadores de tensión no son dispositivos perfectos y su rendimiento pueden sufrir de los efectos de unparámetro conocido como el de entrada de tensión de offset. La tensión de offset de entrada para muchoscomparadores está a sólo unos milivoltios y, en la mayoría de los circuitos se puede ignorar.



Los problemas relacionados con la tensión de entrada se producen normalmente cuando el voltaje de entradacambia muy lentamente.

El resultado neto de la entrada de tensión de offset es que el transistor de salida no se enciende totalmenteencendido o apagado cuando la tensión de entrada está cerca de la tensión de referencia.

El siguiente diagrama intenta ilustrar el efecto de la tensión de offset de entrada con una tensión de entrada devariación lenta. Este efecto aumenta a medida que los transistores de salida de corriente aumenta por lo que mantenerel valor de RL alta ayudará a reducir el problema.

Los efectos de la tensión de offset de entrada puede ser contrarrestado mediante la adición de histéresis al circuito.

Esto hace que la tensión de referencia para cambiar cuando la salida de los comparadores pasa a nivel alto o bajo.

Entrada de tensión de offset e histéresis

Para la mayoría comparador de circuitos de histéresis es la diferencia entre los voltajes de las señales de entrada alque la salida de un comparador es o bien totalmente encendido o totalmente apagado. Histéresis en comparadoresgeneralmente no es deseable pero también puede ser añadido a un circuito para reducir la sensibilidad al ruido o unaseñal de entrada que se mueve lentamente.

Histéresis interna que es normal que los comparadores hace que la salida del comparador para ir de OFF a ON yviceversa de forma relativamente lenta.

Histéresis externa utiliza retroalimentación positiva de la salida a la entrada no inversora del comparador. El circuitode tipo de disparador Schmitt resultante da inmunidad al ruido adicional y una señal de salida limpia.

El efecto de histéresis añadida es que a medida que la tensión de entrada cambia lentamente, la tensión de referenciacambiará rápidamente en la dirección opuesta. Esto le da a la salida del comparador una acción "snap".

Un análogo de mecánica de histéresis añadido se puede encontrar en muchos interruptores de palanca: A medidaque el mango se mueve más allá de su punto central, un resorte en el interruptor obliga a los contactos del interruptorpara abrir o cerrar, asegurar que los contactos del interruptor de resorte a la ON u OFF posición.



La anchura del bucle descrito por un ciclo OFF-ON-OFF es el voltaje de histéresis de entrada.

La tensión de histéresis inheirent para la mayoría de los comparadores se encuentra a pocos milivoltios y por logeneral sólo afecta a circuitos en los que la tensión de entrada aumenta o disminuye muy lentamente o tiene picos detensión conocidos como "ruido".

Adición de histéresis a un circuito comparador

Un rango de histéresis del comparador se puede aumentar mediante la adición de una resistencia entre la salida delcomparador y el terminal de entrada PLUS. Esto crea un bucle de realimentación de modo que cuando la salidarealiza una transición de la realimentación cambia el voltaje en el positivo que aumenta la diferencia de tensión entrelas entradas positiva y negativa.

La regeneración solamente se puede hacer que el terminal de entrada PLUS.



El aumento de rango de histéresis de la entrada

Si la salida del comparador es inicialmente "OFF", la tensión de entrada menos tiene que ser por encima de latensión de entrada PLUS por el rango de tensión de histéresis antes de la salida del comparador se convierte en'ON'.

Si la comparación es "ON", la tensión de entrada MENOS necesita bajar un poco por debajo de la tensión deentrada PLUS por el rango de tensión de histéresis antes de girar 'OFF'.

El rango de tensión de histéresis se puede hacer grande con el fin de forzar la salida del comparador para cambiartan rápidamente como sea posible. Los circuitos Flip-flop se muestran más adelante en esta página hacen uso de ungran histéresis para crear el efecto de memoria con grandes cambios de voltaje de entrada necesarios para provocarun cambio en la salida.

Resistor Calculator histéresis Página A AKAWA eléctrico Diseño

('Vref' es la tensión de alimentación)

http://sim.okawa-denshi.jp/en/compkeisan.htm



Adición de diodos de aislamiento a la salida de un comparador

Un diodo puede ser añadido a la salida de un comparador para permitir un LED para indicar si la salida delcomparador es alta o baja sin afectar el circuito que el comparador se conecta a.

Diodos también se pueden utilizar para separar los circuitos de mupltiple conectados a un solo comparador.

Diodos de salida

Circuito Detector de ventana de voltaje

Comparadores con salidas de colector abierto, tales como el LM339 o LM393 deben estar configurados para quelos dos salidas son ALTO cuando el voltaje está dentro de los límites deseados. El comparador LM311 puede tener

otros arreglos de salida, ya que tiene tanto un colector abierto y emisor abierto en el transistor de salida.



Window Comparator

Circuito oscilador Comparador

Comparadores también pueden ser utilizados como osciladores, pero no son muy adecuadas para este tipo deaplicación.

Oscilador Hecho de un comparador

Circuitos comparadores básicos

Los siguientes diagramas son de algunos circuitos básicos de comparación. La mayoría tienen una entrada de



fotocélula sulfuro de cadmio, pero podría utilizar con la misma facilidad un fototransistor o una señal de tensión deotro circuito como una entrada. Los valores de resistencia no son críticos, pero se deben utilizar como una guía. En lamayoría de los circuitos comparadores de la relación de las resistencias es más importante que sus valores reales.

Circuitos fotocélula

Fotocélula Circuitos Esquema

Si cargas de corriente más altos son para ser accionado un transistor PNP se puede añadir a la salida de loscomparadores esto permitirá que las cargas de hasta 300Ma. para ser controlado.

Relay Esquema Driver de salida

Circuitos temporizados

Funciones de tiempo corto como a salidas pulsadas o retrasos también pueden ser creados con una o dos seccionesde comparación.

Tiempo Comparador Delay Esquema 1



Observe que la segunda sección de comparador en el circuito de retardo de tiempo comparte la misma entrada devoltaje de referencia como el primero. En la mayoría de los casos, cualquier número de comparadores puede tener lamisma fuente de tensión en una entrada, esto puede hacer que los circuitos mucho menos complicado.

Más circuitos de retardo.

Comparador Retardo Esquema 2



Comparador Retardo Esquema 3



Comparador Circuito retardo de encendido

Funciones de memoria básicos

Comparadores se pueden hacer para llevar a cabo una función de memoria básica de cableado como un "SET /RESET 'tipo de FLOP FLIP /. Este tipo de circuito puede ser utilizado en paseo unplugable alrededor deaceleradores de recordar la dirección del tren cuando se desconecta el controlador. En el siguiente diagramacomparador recordará que el interruptor fue empujado pasado. Si el botón 'SET' se presiona el LED estaráencendido, el botón 'RESET' se encenderá el LED. También se muestra una versión de corriente más alto.



Comparador FLIP / FLOP Esquema

¿Cómo funciona el flip-flop. Una descripción muy básica.

1. Cuando la salida del comparador está fuera de la tensión en la entrada PLUS será la misma que la tensión dealimentación. Con el voltaje de entrada más alto que el voltaje de entrada menos la salida permaneceráapagada.

2. Cuando el botón SET se presiona el voltaje en la entrada PLUS irá a cero y la salida se encenderá.

3. Cuando el botón SET es liberar la tensión en la entrada PLUS se elevará a 1/2 de la tensión de alimentación yla salida permanecerá encendido debido a que el voltaje en la entrada PLUS se mantiene por debajo de latensión en la entrada menos.

4. Cuando se pulsa el botón RESET tensión en la entrada MENOS irá a cero a partir de su nivel normal de 3/4de la tensión de alimentación. La salida se apagará debido a que la tensión en la entrada MENOS está pordebajo de la tensión en la entrada PLUS. Cuando la salida se desactiva la tensión en la entrada PLUS seelevará al nivel de tensión de alimentación.

5. Cuando se libera el botón RESET la tensión en la entrada menos se elevará a 3/4 de la tensión dealimentación. El voltaje de entrada PLUS se mantendrá por encima de la tensión en la entrada y la salidaMENOS permanecerá apagado.

Abrir transistores de salida del colector

Debido a que el transistor de salida del comparador tiene un colector abierto las tensiones de alimentación y la cargano tiene que ser el mismo. Esto significa que el comparador podría utilizar una fuente de alimentación de 12 voltios,mientras que la carga podría ser un relé de 24 voltios o 5 voltios circuito LED.

Los tres diagramas siguientes son algunos ejemplos de circuitos de voltaje dual. En los dos primero la tensión en lasalida de los comparadores podría incluso ser de corriente continua de onda completa.



Dual Esquema Voltaje de salida

Dual Voltage Relay Conductor Esquema de salida

Dual Voltage FLIP / FLOP Esquema



Nivel 4 - Detector de voltaje

Este circuito puede indicar secuencialmente 4 niveles de tensión. Las tensiones que el LED se encienda a sedeterminan por los valores de las resistencias R1 a R5 dispuestos en un circuito divisor de tensión simple.

4 Nivel Esquema detector

Este circuito carece de una tensión de referencia estable y por lo tanto no es adecuado para la indicación de losvoltajes de las baterías como las tensiones de referencia disminuirá a medida que disminuye la tensión de la batería.

Un IC que está diseñado para indicar el nivel de tensión es el LM3914 - Dot / Bar Display Driver. El LM3914 esun circuito integrado monolítico que detecta los niveles de voltaje analógico y 10 LEDs, proporcionar unavisualización analógica lineal.

También está el LM3915 - Dot / Bar Display Driver. El LM3915 es un circuito integrado monolítico que detecta losniveles de voltaje analógico y diez LEDs, LCDs o pantallas fluorescentes de vacío.

Usando un amplificador operacional como comparador

Amplificadores Operacionales pueden ser utilizados como comparadores mediante la adición de un diodo otransistor a la salida del ADC. Uso de un transistor permite una mayor capacidad de corriente de salida que la de uncomparador típica.



Comparador hecho de un amplificador operacional

Algunos otros circuitos

LM311 Comparador usar para controlar un 'circuito puente H

Relay Activado luz con 5 segundos de retraso de lanzamiento

Comparador de tensión Página en Wikipedia

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Léalo antes de utilizar estas ideas de Circuito

Las explicaciones de los circuitos en estas páginas no pueden aspirar a abarcar todas las situaciones encada diseño. Por esta razón, esté preparado para hacer algunos experimentos para obtener los resultados

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que desea. Esto es especialmente cierto de los circuitos como los "Al otro lado de pista infrarrojos de

detección de" circuitos y cualquier otro circuito que se basa en que no sea insumos electrónicos directos,tales como interruptores.

Si usted usa alguna de estas ideas de circuito, pida a su proveedor de partes para obtener una copia delas hojas de datos de los fabricantes de los componentes que no se han utilizado antes. Estas hojascontienen una gran cantidad de datos e información de diseño de circuitos que ningún artículo electrónico oimpreso podría acercarse y le ahorrará tiempo y tal vez dañar a los propios componentes. Estas hojas dedatos a menudo se pueden encontrar en el sitio web de los fabricantes de dispositivos.

Aunque los circuitos son funcionales no están destinados a ser las páginas descripciones completas decada circuito, sino más bien como guías para adaptarlas para su uso por otros. Si usted tiene algunapregunta o comentario por favor envíelas a la dirección de correo electrónico en la página de índice deCircuito.

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04 de mayo 2012

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