Tema 1E Amplificadores Operacionales COMPARADORES. Prof. A. Roldán Aranda 1º Ing. Informática

Transcripción

1 Tema E Amplificadores Operacionales COMPAADOES Prof. A. oldán Aranda º Ing. Informática

2 Características del A.O. real I Tensiones de entrada limitadas por la alimentación CC La tensión de las entradas no puede salirse del rango fijado por la alimentación CC CC 0 CC Zona prohibida Zona lineal Zona prohibida

3 Características del A.O. real I ango dinámico de la tensión de salida limitada por la alimentación CC CC 2 u d u d CC 2 CC La tensión de la salida no puede superar la tensión de alimentación positiva ni bajar por debajo de la de alimentación negativa. CC Para la resolución de problemas usaremos la siguiente aproximación: u d CC

4 El A.O. como comparador I No hay realimentación positiva, la tensión diferencial no es nula CC s = cc cc > < Comparador CC CC E comp E cc comp CC cc

5 El A.O. como comparador II Comparador E CC comp E cc comp CC cc ebotes Si hay ruido en la señal de entrada Cómo evitar los rebotes?

6 El A.O. con realimentación POSITIA I Comparador con histéresis CC E E comp CC 2 cc comp cc comp = cc cc 2 2 s s = cc = cc ariar el nivel de comparación en función de la salida.

7 El A.O. con realimentación POSITIA II Comparador con histéresis Símbolos 2 Nivel de Histéresis E E

8 Comparadores/alarmas básicas U CC U CC NIEL U CC U CC U CC >NIEL NIEL U CC U CC U CC NIEL U CC U CC NIEL U CC U CC >NIEL

9 AMP.OP. versus Comparador Algunos AO modifican su salida para trabajar en saturación con mayor eficiencia (ya no se precisa un amplificador clase B). La etapa de salida se sustituye por un único transistor (Salidas en Colector abierto o Drenador Abierto) 8 Hablaremos de comparadores U CC COMP LM393 C U CC COMP LM3 C E U CC Salida típica en colector abierto (p.e. LM393) Saturado a negativo = transistor saturado Saturado a positivo = transistor cortado U CC Salida con emisor accesible (p.e. LM3) Saturado a negativo = transistor saturado Saturado a positivo = transistor cortado

10 Uso de los Comparadores El uso de COMPAADOES facilita mucho el interfaz de diferentes cargas en incluso el interfaz con sistemas digitales. eamos algunos ejemplos: 5 24 U U CC 2 U CC CC 5 C C E E C E U CC INTEFACE BOCINA U CC INTEFACE ELÉ U CC INTEFACE DIGITAL LÓGICA TTL IMPOTANTE: Los transistores de las salidas en colector abierto normalmente manejar corrientes y tensiones superiores que las salidas normales. En todo caso, consultar los catálogos.

11 COMPAADOES ÚTILES: LM3 y LM393 LM3 LM393

12 COMP.: El problema de los ruidos SEÑAL UIDOSA POBLEMA!!! SEÑAL (T) SEÑAL LIMPIA NIEL (T MAX ) SEÑAL (T) NIEL (T MAX ) Salida ALAMA t Salida ALAMA t t t SOLUCIÓN HISTÉESIS

13 COMPAADOES CON HISTÉESIS SEÑAL (T) N N N U CC N N N Salida ALAMA t U CC U CC t N N Eliminación de ruidos mediante un comparador con histéresis U CC N Tipos de Comparadores con HISTÉESIS

14 COMP. con HISTÉESIS: ealización práctica I Los ciclos de histéresis en comparadores se consiguen mediante la inclusión de realimentación positiva U CC U CC U CC N N N U CC U B 2 NIEL ( N) = U B 2 2 = U CC 2

15 COMP. con HISTÉESIS: ealización práctica II Los ciclos de histéresis en comparadores se consiguen mediante la inclusión de realimentación positiva U CC U CC U B U CC N N N U CC 2 NIEL ( N) 2 = U CC = U B 2

16 COMP. con HISTÉESIS: vs. AMP. GANANCIA POSITIA 2 2 AMPLIFICADO DE GANANCIA POSITIA COMPAADO CON HISTÉESIS CUIDADO!!! Fijarse en la realimentación. La aplicación es radicalmente distinta.

17 COMP. HIST. ASIMÉTICO (SCHMITT TIGGE) Los comparadores con histéresis asimétricos son muy interesantes, sobretodo para eliminar ruidos en entradas digitales. El comparador de Schmitt (Schmitt Trigger) es muy popular para este propósito. The Schmitt trigger was invented by US scientist Otto H. Schmitt in 934 while he was still a graduate student Normalmente es un comparador 5 5/3 5/2 NOTA: Cambiando las resistencias se pueden fijar los niveles de comparación en otro valor. Puede tenerse en cuenta la caída de tensión en el diodo (0.6 )

18 COMP. DE ENTANA CON SALIDAS EN OPEN COL. I U CC U MAX U CC E U MIN E 2 "WIEDAND" U CC U MIN U MAX SÍMIL S E S COMPAADOES TIPO LM3 ò LM393 E E 2 E 2 PUETA LÓGICA AND

19 COMP. DE ENTANA CON SALIDAS EN OPEN COL. II U CC U MAX U CC E U MIN E 2 "WIEDAND" U CC U MIN U MAX S SÍMIL E S E E 2 SOLO COMPAADOES TIPO LM3 (Colector y emisor accesible) E 2 PUETA LÓGICA O