Spannungskomparator

Teile und Materialien

• Operationsverstärker, Modell 1458 oder 353 empfohlen (Radio Shack Katalog # 276-038 bzw. 900-6298)
• Drei 6-Volt-Batterien
• Zwei 10 kΩ Potentiometer, linear verjüngt (Radio Shack Katalog # 271-1715)
• Eine Leuchtdiode (Radio Shack Katalog Nr. 276-026 oder gleichwertig)
• Ein 330--Widerstand
• Ein 470--Widerstand

Dieses Experiment erfordert nur einen einzigen Operationsverstärker. Die Modelle 1458 und 353 sind beide „dual ” Operationsverstärkereinheiten mit zwei kompletten Verstärkerschaltungen, die im gleichen 8-poligen DIP-Gehäuse untergebracht sind.

Ich empfehle Ihnen, "dual . zu kaufen und zu verwenden ”-Operationsverstärker gegenüber „einzelnen“ Operationsverstärkern, selbst wenn ein Projekt nur einen erfordert, da sie vielseitiger sind (die gleiche Operationsverstärkereinheit kann sowohl in Projekten verwendet werden, die nur einen Verstärker erfordern, als auch in Projekten, die zwei erfordern). Im Interesse der Beschaffung und Bevorratung von möglichst wenigen Komponenten für Ihr Heimlabor ist dies sinnvoll.

Querverweise

Lektionen in Stromkreisen , Band 3, Kapitel 8:„Operationsverstärker“

Lernende Ziele

• Um zu veranschaulichen, wie man einen Operationsverstärker als Komparator verwendet

Schematische Darstellung

Illustration

Anweisungen für die Komparatorschaltung

Ein Komparator Die Schaltung vergleicht zwei Spannungssignale und bestimmt, welches größer ist. Das Ergebnis dieses Vergleichs wird durch die Ausgangsspannung angezeigt:Wenn der Ausgang des Operationsverstärkers in positiver Richtung gesättigt ist, ist der nicht invertierende Eingang (+) eine größere oder positivere Spannung als der invertierende Eingang (-), alle Spannungen in Bezug auf den Boden gemessen. Wenn die Spannung des Operationsverstärkers nahe der negativen Versorgungsspannung liegt (in diesem Fall 0 Volt oder Massepotential), bedeutet dies, dass am invertierenden Eingang (-) eine größere Spannung anliegt als am nicht invertierenden Eingang (+).

Dieses Verhalten ist viel einfacher zu verstehen, wenn man mit einer Komparatorschaltung experimentiert, als wenn man jemandes verbale Beschreibung davon liest. In diesem Experiment liefern zwei Potentiometer variable Spannungen, die vom Operationsverstärker verglichen werden. Der Ausgangsstatus des Operationsverstärkers wird optisch durch die LED angezeigt. Durch Einstellen der beiden Potentiometer und Beobachten der LED kann man die Funktion einer Komparatorschaltung leicht nachvollziehen.

Um einen besseren Einblick in die Funktionsweise dieser Schaltung zu erhalten, möchten Sie möglicherweise ein Paar Voltmeter an die Eingangsklemmen des Operationsverstärkers anschließen (beide Voltmeter sind auf Masse bezogen), damit beide Eingangsspannungen numerisch miteinander verglichen werden können LED-Status:

Komparatorschaltungen werden häufig verwendet, um physikalische Messungen zu vergleichen, vorausgesetzt, diese physikalischen Variablen können in Spannungssignale übersetzt werden. Wenn beispielsweise ein kleiner Generator an einem Anemometerrad angebracht wäre, um eine der Windgeschwindigkeit proportionale Spannung zu erzeugen, könnte dieses Windgeschwindigkeitssignal mit einer "Sollwert" -Spannung verglichen und von einem Operationsverstärker verglichen werden, um eine hohe Windgeschwindigkeit anzutreiben Alarm:

VERWANDTES ARBEITSBLATT:

• Arbeitsblatt für Open-Loop-OpAmp-Schaltungen