Comparadores. Comparadores

Transcripción

1 Comparadores Comparadores La utilización del OpAmp como comparador es una de las funciones más importantes del dispositivo en instrumentación Electrónica Los comparadores son dispositivos que se saturan activando una señal de salida al sobrepasar una señal de entrada determinada Idealmente la salida debería brincar instantáneamente, sin embargo debido a efectos capacitivos propios del circuito, están limitados en velocidad (tip. 40µS). Esta velocidad o tiempo de respuesta (también conocido como retardo de propagacion, t PD )

2 Comparadores La exactitud de un comparador es la diferencia de voltaje requerida entre la entrada y la referencia que provoque que la salida cambie su estado, de un nivel de saturación a otro Pulso tr= SAT /S t t F t S T

3 Comparador Simple dc vin 4 vout dc Curva característica sat out in sat

4 Comparador NoInversor dc vref vin 4 vout dc Característica ref>0 out sat ref in sat 4

5 5 Característica ref<0 in sat sat ref Una aplicación simple S 8 Implementation = vx k 5.00 k 5 U4 LM74/NS OS OS m 5 U LM74/NS OS OS k 8 k 0 0 U LM74/NS OS OS 5 4 k.56 5 k 0 k.56 6 k.56 0 U5 LM74/NS OS OS k U LM74/NS OS OS 7 k Medidor de Nivel

6 Bar Graph Meter 6

7 Comparador Inversor dc vin vref 4 v out dc Característica ref>0 sat ref in sat 7

8 Característica ref<0 sat ref in sat Comparador NoInversor de cruce variable dc ref vin dc 4 vout 8

9 Condición de equilibrio En dónde conmuta a saturación? Aplicando Superposición ( ) = ref Como ()=()=0 in 0 = ref Finalmente: in ref = in Característica ref<0 out sat ref*/ in sat 9

10 Característica ref>0 sat out ref*/ in sat 0

11 Comparador Inversor de cruce variable ref dc vin 4 v out dc

12 Característica ref>0 sat ref*/ in sat

13 Característica ref<0 sat ref*/ in sat

14 SchmittTriggers Comparador Schmitt Trigger Un comparador Schmitt Trigger implementa un comportamiento de Histérisis que permite tomar decisiones de acuerdo a estados pasados. Puede verse a un comparador de este tipo como un dispositivo con memoria. Son ideales para el control de procesos de enfriamiento o calentamiento 4

15 Curva de Histérisis OH OH=SAT OL=SAT TH=oltage Threshold High TL=oltage Threshold Low TL TH in OL Circuito de Histérisis No Inversor CC vin 4 vout CC 5

16 Curva Característica OH TH TL = = OH OL TL TH in OL Señal de entrada Señal de salida 6

17 Circuito de Histérisis Inversor CC vin 4 v out CC Curva Característica OH TH TL = = OH OL TL TH in OL 7

18 Circuito de Histérisis Inversor con Ajuste CC vin vref 4 vout CC Curva Característica OH TL C TH in OL 8

19 TH TL C Curva Característica = = = OH OL EF EF EF Circuito de Histérisis No Inversor con Ajuste CC vref vin 4 vout CC 9

20 Curva Característica OH TL C TH in OL TH TL C = = = OH OL EF EF EF 0

21 Circuito de Histérisis Inversor con Offset CC >> 4 4 << ( ) 4 vin () 4 vout Curva Característica out OH TL TH in

22 TL TH = = = = ( Límites CC CC ) ( TL TH TL TH ) CC CC Circuito de Histérisis No Inversor con Offset CC 5 << 4 5 vin 4 vout 4

23 Curva Característica out OH TL TH OL in 4 = = TH CC CC TH TL TL

24 LM CC LM x pull up 0k out Es uno de los comparadores más utilizados, maneja un volotaje de alimentación de ±0 y un voltaje de entrada en el rango de ±5. Una de sus principales ventajas es su salida de colector abierto, que permite un voltaje de salida distinto al de alimentación CC El Comparador LM 4

25 CC CC x x pull up pull up 0k 0k LM out LM out CC CC > out x < out 0 Si > El transistor está abierto Detector de entana CC OH TH pull up 0k CC El OpAmp debe tener una salida del tipo Colector Común. (LM9) in CC out TL CC 5

26 Curva Característica OH TL TH in Simulación con TH= TL=.5 in= 4 sen 77t 6

27 Salida Monopolar CC x in dc 7 out LM 4 Salida Bipolar CC x in dc 7 LM out 4 x CC 7

28 Simulación 8