Comparator Operational Amplifier

Tags

Komparator Op-amp membandingkan satu level tegangan analog dengan level tegangan analog lainnya, beberapa tegangan Referensi Preset, Vref serta menghasilkan sinyal output menurut perbandingan tegangan.

Komparator tegangan Op-amp membandingkan besaran dua input tegangan serta memilih yg mana yg terbesar dari keduanya. Penguat Operasional Standar dicirikan oleh Gain Loop Terbuka AO serta bahwa tegangan outputnya.

Vout = AO (V+ - V-)
Dimana.
V+ serta V- tegangan pada terminal -membalikkan serta membalik.

Pembanding tegangan, baik memakai umpan balik positif atau tidak ada umpan balik sama sekali (Mode Loop Terbuka) untuk mengalihkan outputnya di antara dua kondisi jenuh, sebab dalam mode loop terbuka penguat gain tegangan intinya sama dengan AVO. 



Karena Gain Loop Terbuka yg tinggi, output dari komparator mengayun sepenuhnya ke rel pasokan positifnya, +Vcc atau sepenuhnya ke rel pasokan negatifnya, -Vcc pada aplikasi banyak sekali sinyal input yg melewati beberapa nilai ambang yg telah ditetapkan.

Pembanding op-amp dasar menghasilkan output tegangan positif atau negatif dengan membandingkan tegangan inputnya terhadap beberapa tegangan tumpuan DC yg telah ditetapkan. 

Pembagi tegangan resistif dipakai untuk meyesuaikan tegangan tumpuan input dari komparator, tetapi sumber baterai, dioda zener atau potensiometer untuk tegangan tumpuan variabel.



Secara teori tegangan tumpuan pembanding diatur untuk berada di mana saja antara 0V serta tegangan suplai tetapi ada batasan pada rentang tegangan yg bergotong-royong tergantung pada komparator op-amp yg digunakan.

Komparator Tegangan Positif serta Negatif

Rangkaian Komparator Op-Amp dipakai untuk mendeteksi Tegangan Input Positif atau Negatif tergantung pada masukan penguat operasional yg terhubung ke sumber Tegangan Referensi tetap serta Tegangan Input.

Pembanding Tegangan Positif

Konfigurasi dasar Komparator Tegangan Positif, Sebagai rangkaian komparator Non-Pembalik mendeteksi saat Sinyal Input, Vin lebih Positif daripada tegangan referensi, Vref menghasilkan output Vout yg TINGGI.

Konfigurasi Non-Inverting, Tegangan Referensi terhubung ke Input Pembalik Penguat Operasional dengan sinyal input terhubung ke Input Non-pembalik.



Mengasumsikan dua Resistor membentuk jaringan pembagi potensial sama serta R1 = R2 = R. Akan menghasilkan tegangan tumpuan tetap merupakan setengah dari tegangan suplai Vcc/2.

Ketika Vin lebih besar dari Vref, Output komparator Op-Amp akan jenuh menuju rel pasokan Positif, Vcc. Ketika Vin kurang dari Vref output akan berubah keadaan serta jenuh pada rel pasokan Negatif, 0v.

Pembanding Tegangan Negatif

Konfigura Dasar Komparator Tegangan Negatif, Sebagai rangkaian komparator pembalik mendeteksi saat Sinyal Input, Vin DI BAWAH atau lebih Negatif daripada Tegangan Referensi, Vref menghasilkan output Vout yg TINGGI.

Konfigurasi Pembalik, merupakan kebalikan dari Konfigurasi Positif, Tegangan Referensi terhubung ke Input Non-Pembalik penguat operasional sementara sinyal input terhubung ke Input Pembalik.



Kemudian tergantung pada input op-amp yg kita gunakan untuk sinyal serta tegangan referensi, kita sanggup menghasilkan output pembalik atau non-pembalik. 

Kita sanggup mengambil wangsit ini untuk mendeteksi sinyal arah negatif atau positif satu langkah lebih jauh dengan menggabungkan dua rangkaian komparator op-amp di atas untuk menghasilkan jendela komparator.


Komparator Op-amp - Umpan Balik Positif

Jika sinyal input, Vin lambat untuk berubah, komparator Op-amp berosilasi beralih outputnya bolak-balik antara dua keadaan saturasi, +Vcc serta -Vcc saat sinyal input berada di sekitar tumpuan tegangan, tingkat Vref.

Umpan Balik Positif, Teknik untuk memberi Input atau sinyal output yg dalam fase ke Input Non-Pembalik Op-amp melalui pembagi potensial yg diatur oleh dua resistor dengan jumlah umpan balik sebanding dengan rasio.


Penggunaan umpan balik positif di sekitar komparator op-amp berarti sekali output dipicu ke kejenuhan pada kedua level, ada perubahan signifikan sinyal input Vin sebelum output beralih ke titik kejenuhan awal. Perbedaan antara dua titik switching disebut Histeresis menghasilkan Sirkuit Pemicu Schmitt.

Rangkaian Komparator Pembalik, Vin diterapkan pada Input Pembalik Op-Amp. Resistor R1 serta R2 membentuk pembagi tegangan yg memperlihatkan umpan balik Positif dari tegangan output muncul pada input non-pembalik. Jumlah umpan balik ditentukan oleh rasio resistif dari dua resistor.


β (beta) dipakai untuk memperlihatkan Fraksi Umpan Balik.

Ketika sinyal input kurang dari tegangan referensi, Vin <Vref, tegangan output akan TINGGI, VOH serta sama dengan tegangan saturasi positif. Karena output TINGGI serta positif, nilai tegangan tumpuan input non-pembalik

                   + β * Vcc  disebut Upper Trip Point (UTP)

Sinyal input, Vin meningkat menso sama dengan UTP, tingkat VUTP input Non-Pembalik. Menyebabkan output komparator menso RENDAH, Vol serta sama dengan tegangan saturasi Negatif.  Jumlah Histeresis ditentukan oleh fraksi umpan balik, β dari tegangan output yg di input non-pembalik. 

Keuntungan dari umpan balik positif bahwa komparator yg dihasilkan pemicu sirkuit Schmitt kebal terhadap pemicu tidak beraturan sinyal input yg berubah secara perlahan di dalam pita histeresis yg menghasilkan sinyal keluaran lebih higienis sebab output komparator op-amp hanya terpicu satu kali.

Untuk Tegangan Output Positif, Vref = +β * Vcc
Tetapi untuk tegangan output Negatif, Vref = -β * Vcc.
Bahwa jumlah tegangan histeresis.



Perhatikan ! .. Panah pada grafik histeresis memperlihatkan arah perpindahan pada titik perjalanan atas serta bawah.

Pembanding Tegangan

Menggunakan penguat operasional menyerupai 741 sebagai rangkaian komparator dasar, Adalah bahwa op-amp hanya dioptimalkan untuk operasi linier. 

Di Terminal input berada pada tingkat tegangan yg sama serta tahap outputnya didesain untuk menghasilkan tegangan output linear yg tidak jenuh untuk jangka waktu yg lama. Juga amplifier operasional standar didesain untuk dipakai dalam aplikasi loop tertutup dengan umpan balik negatif dari outputnya ke input pembaliknya.


Karena pembanding tegangan mengubah sinyal input linier menso sinyal keluaran digital, dipakai untuk menghubungkan dua sinyal listrik yg berbeda dengan tegangan suplai atau tumpuan yg berbeda. 

Akibatnya, tahap output dari komparator tegangan umumnya dikonfigurasi sebagai saklar kolektor terbuka tunggal (Tiriskan) dengan keadaan terbuka atau tertutup daripada tegangan output aktual.

Output kolektor terbuka dari komparator tegangan terhubung ke sumber tegangan melalui resistor pull-up tunggal (LED untuk indikasi) yg menarik output tunggal tinggi ke catu daya. Ketika saklar output TINGGI membuat jalur impesertasi tinggi, tidak ada arus mengalir sebagai Vout = Vcc.





Artikel Terkait