Op Amp sebagai Rangkaian Pembanding dan Operasi Kerja

Op Amp sebagai Rangkaian Pembanding dan Operasi Kerja

Secara umum komparator dikelompokkan menjadi berbagai macam seperti komparator elektrik, komparator elektronik, komparator mekanik, komparator optik, komparator sigma, komparator pneumatik, komparator digital, dan lain sebagainya. Rangkaian komparator ini biasanya digunakan dalam mendesain listrik dan proyek elektronik . Pada artikel kali ini akan dibahas bagaimana cara menggunakan op amp sebagai rangkaian komparator dan cara kerja op amp sebagai rangkaian pembanding. Tapi, terutama kita harus tahu apa itu penguat operasional dan rangkaian komparator.



Penguat operasional

Penguat operasional

Penguat operasional

Penguat tegangan elektronik berpasangan DC dengan gain tinggi, yang terdiri dari dua terminal input ditunjukkan pada gambar. Input diferensial diumpankan ke dua terminal input (terminal input pembalik dan terminal input non-pembalik) dari op amp dan menghasilkan potensi keluaran tunggal di terminal Vout. Dengan demikian, beda potensial yang diumpankan ke dua terminal masukannya diperkuat untuk menghasilkan keluaran yang diperkuat. Output yang diperkuat ini sama dengan ratusan ribu kali perbedaan antara sinyal input.






Output dari penguat dapat diberikan sebagai

Vout = AOL (V + - V-)



Dimana,

  • AOL adalah gain loop terbuka dari penguat
  • V + adalah input penguat non-pembalik
  • V- adalah input pembalik penguat

Padahal ada bermacam-macam jenis penguat operasional 741 op amp sering digunakan sebagai rangkaian pembanding di beberapa rangkaian elektronika.


Sirkuit Pembanding

Perangkat yang terdiri dari dua terminal input, di mana sinyal input referensi diumpankan ke satu terminal dan nilai sinyal sebenarnya diumpankan ke terminal lain. Kemudian, sinyal keluaran dibangkitkan di terminal keluaran berdasarkan perbedaan antara dua sinyal masukan yang diumpankan ke dua terminal masukan. Sinyal keluaran yang dihasilkan ini bisa berupa 0 (rendah) atau 1 (tinggi).

Dalam terminologi listrik dan elektronik, perangkat yang digunakan untuk membandingkan dua sinyal tegangan atau sinyal arus yang diumpankan ke dua terminal input analog, sehingga menghasilkan satu sinyal output digital biner untuk menunjukkan sinyal input yang lebih besar disebut sebagai sirkuit komparator .

Sirkuit Pembanding

Sirkuit Pembanding

Dua terminal input analog direpresentasikan sebagai V + (Vin) & V- (Vref) dalam rangkaian komparator di atas. Keluaran digital dihasilkan di terminal keluaran V0 (Vout). Sinyal keluaran dari rangkaian komparator diberikan oleh

Jika V +> V- (Vin lebih besar dari Vref), maka V0 = 1 dan
Jika V +

Umumnya, pembanding digunakan pada perangkat seperti osilator relaksasi, konverter analog ke digital (ADC), dan juga pada perangkat yang digunakan untuk mengukur sinyal analog. Komparator terdiri dari penguat diferensial gain tinggi dan kita dapat menggunakan op amp sebagai rangkaian komparator.

Op Amp sebagai Comparator

Penguat operasional 741 adalah penguat operasional dasar yang dapat digunakan sebagai rangkaian pembanding di banyak rangkaian elektronik. Misalnya, jika kita mempertimbangkan a saklar pengatur suhu kemudian operasi switching dilakukan berdasarkan suhu. Jika nilai suhu aktual melebihi nilai suhu referensi preset, maka tegangan keluaran (rendah atau tinggi) dihasilkan oleh sensor suhu yang sesuai.

Jika kita memperhatikan pengaturan dasar komparator, maka akan ada variasi tegangan frekuensi tinggi yang diakibatkan karena noise. Masalah ini perlu dipertimbangkan dalam kasus penguat operasional yang dirancang khusus sebagai rangkaian pembanding. Derau ini dihasilkan setiap kali sinyal tegangan input dan sinyal tegangan referensi saling berdekatan.

Op Amp sebagai Sirkuit Pembanding

Op Amp sebagai Sirkuit Pembanding

Variasi tegangan frekuensi tinggi disebabkan karena sifat noise yang acak, oleh karena itu, dalam suksesi yang cepat, tegangan sinyal input menjadi lebih besar atau lebih kecil dari tegangan referensi. Dengan demikian, sinyal keluaran akan berosilasi antara level tegangan maksimum dan level tegangan minimum. Masalah ini bisa dikurangi dengan menerapkan histeresis . Kita dapat mengatur celah histeresis dalam pengaturan rangkaian pemicu Schmitt dengan menerapkan histeresis ke rangkaian komparator op amp menggunakan umpan balik positif. Gambar tersebut menunjukkan op amp sebagai rangkaian pembanding dengan histeresis.

Op Amp sebagai Operasi Kerja Rangkaian Pembanding

Secara umum, output Op amp berfluktuasi positif dan negatif ke tegangan ekstrim yang kira-kira sama dengan potensial suplai. Jika sebuah 741 pada amp terhubung ke +/- 18V, maka tegangan output maksimum diberikan sebagai +/- 15V. Hal ini disebabkan oleh gain loop terbuka yang sangat tinggi dari op amp (10.000 hingga 1 juta). Jadi, jika +/- 150 mikrovolt perbedaan tegangan dibuat oleh input apa pun, maka itu akan diperkuat kira-kira satu juta kali dan output didorong ke saturasi. Dengan demikian, keluarannya tetap pada nilai maksimum atau minimumnya.

Op Amp sebagai Operasi Kerja Diagram Sirkuit Pembanding

Op Amp sebagai Operasi Kerja Diagram Sirkuit Pembanding

Saat menggunakan op amp sebagai pembanding dalam instrumentasi, loop terbuka dapat digunakan untuk membandingkan dua tegangan. Oleh karena itu, tergantung pada perbedaan antara nilai tegangan input dan nilai tegangan referensi, output Vout akan sama dengan nilai tinggi maksimum atau nilai rendah minimum (nilai tegangan input akan lebih besar atau kurang dari nilai tegangan referensi sedikit oleh mikro. volt).

Tegangan referensi diumpankan ke terminal masukan non-pembalik dari op amp dan tegangan variabel diumpankan ke terminal masukan pembalik dari op amp. Perhatikan diagram rangkaian komparator op amp yang ditunjukkan pada gambar, jika tegangan yang diumpankan ke pin 2 lebih besar dari tegangan referensi yang diumpankan ke pin 3, maka tegangan keluaran menjadi rendah dan sedikit lebih besar dari -Vs. Jika tegangan yang diumpankan ke pin 2 kurang dari tegangan referensi yang diumpankan ke pin 3, maka tegangan keluaran menjadi tinggi dan sedikit kurang dari + Vs.

Ada banyak op amp yang dikhususkan untuk operasi komparator, rangkaian komparator op amp ini digunakan untuk perbandingan kecepatan tinggi. Keadaan keluaran dari rangkaian komparator op amp ini berubah dalam waktu kurang dari 1 mikrodetik. Tetapi, rangkaian komparator op amp pembanding kecepatan tinggi ini mengkonsumsi lebih banyak daya, tergantung pada kecepatan perbandingan. Berdasarkan kecepatan perbandingan dan jumlah konsumsi daya, pembanding ini diklasifikasikan ke dalam beberapa jenis. Komparator op amp tertentu dapat digunakan untuk aplikasi tertentu tergantung pada kecepatan dan / atau yang diperlukan konsumsi daya .

Penerapan Op Amp sebagai Pembanding dalam Rangkaian Electroncis Praktis

Sistem pemantauan suhu kelembaban tanah berdasarkan jaringan sensor nirkabel menggunakan Proyek Arduino dirancang untuk mengembangkan sistem irigasi otomatis yang mengontrol operasi menghidupkan dan mematikan motor pompa dengan merasakan kadar air tanah.

Sistem pemantauan suhu kelembaban tanah berbasis jaringan sensor nirkabel menggunakan Arduino by Edgefxkits.com

Sistem pemantauan suhu kelembaban tanah berbasis jaringan sensor nirkabel menggunakan Arduino by Edgefxkits.com

Pengaturan penginderaan merasakan kelembaban tanah dan sinyal yang sesuai diberikan ke papan Arduino. Ini dicapai dengan menggunakan op amp sebagai rangkaian pembanding yang bertindak sebagai antarmuka antara pengaturan penginderaan dan mikrokontroler. Berdasarkan sinyal yang diterima dari pengaturan penginderaan, pompa air dioperasikan. Layar LCD digunakan untuk menampilkan status kadar air tanah dan pompa air.

Selain itu, bantuan teknis dapat diberikan berdasarkan pertanyaan Anda yang diposting di bagian komentar di bawah. Anda dapat mengunduh eBuku gratis kami ke desain proyek elektronik Anda sendiri.

Apakah Anda mengetahui aplikasi sistem tertanam di mana op-amp digunakan sebagai rangkaian pembanding?