Mạch so sánh sử dụng opamp

Mạch so sánh điện áp dụng lm324 : IC khuếch đại thuật toán LM324 có thể hoạt động như một bộ so sánh điện áp. IC này có 4 bộ khuếch đại thuật toán độc lập trên một IC. Đây là Bộ khuếch đại thuật toán Quad op-amp [nghĩa là nó có 4 op-amp ở bên trong] công suất thấp và nó có độ ổn định cao, dải thông được thiết kế để hoạt động từ một nguồn điện duy nhất trên nhiều loại điện áp. Bộ khuếch đại quad op-amp có thể hoạt động ở điện áp cung cấp thấp tới 3.0 V hoặc cao tới 3.2 V với dòng điện tĩnh khoảng 1/5 dòng điện được kết hợp với MC174.

Phạm vi đầu vào chế độ chung bao gồm nguồn cung cấp âm, do đó loại bỏ sự cần thiết cho các linh kiện định thiên áp bên ngoài trong nhiều ứng dụng. Phạm vi điện áp đầu ra cũng bao gồm điện áp cung cấp điện âm. 

Mạch so sánh là một mạch và nó được sử dụng để so sánh hai điện áp đầu ra của V1 & V2. Nếu điện áp V1> V2 thì điện áp đầu ra bằng không. Nếu V2> V1 thì điện áp đầu ra là cực dương. Biểu tượng của bộ so sánh điện áp  được hiển thị bên dưới.

Biểu tượng của bộ so sánh

Mạch so sánh LM324 bao gồm chân cảm biến áp, điện áp tham chiếu, Vcc, chân nối đất và chân đầu ra. Mạch là IC LM324 và ở dưới giải thích về từng chân của bộ so sánh LM324.

Bộ so sánh điện áp LM324

Sơ đồ sau đây cho thấy cấu hình chân của mạch so sánh LM324. Nó bao gồm 14 chân và chức năng của mỗi chân được mô tả dưới đây.

Đoạn mạch dưới đây cho thấy Mạch so sánh điện áp dụng lm324, các linh kiện cần thiết cho mạch này là bộ so sánh LM324 và hai điện trở có giá trị là 10K ohms. Hai đầu vào như đầu vào A và đầu vào B là từ đầu ra của mạch cảm biến dòng và hai điện trở được sử dụng để đặt tham chiếu điện áp nhằm tạo ra đầu ra kỹ thuật số tốt nhất.

Mạch so sánh điện áp dụng LM324

Từ mạch trên, chúng ta có thể quan sát rằng Node A & Node B, chúng được kết nối với đầu vào không đảo của các bộ so sánh trái và phải. Đầu ra của bộ so sánh bên trái được kết nối với P1.0 của Bộ vi điều khiển và đầu ra của bộ so sánh bên phải được kết nối với P1.1 của Bộ vi điều khiển. 

Hoạt động của mạch so sánh LM324 bao gồm ba mạch so sánh LM324 và một số linh kiện khác như điện trở, tụ điện, nối đất. Hoạt động của bộ so sánh này được giải thích bằng cách sử dụng mạch sau đây bằng các bước đơn giản.

Hoạt động của Mạch so sánh điện áp dụng lm324

• Khi điện áp Vin vào đầu vảo không đảo nhỏ hơn điện áp đảo của op-amp thì đầu ra ở mức 0 có nghĩa là không có dòng điện. Bởi vì chúng ta đã biết khi “+” >  “-” = 1”. Ở đây, dấu ‘+’ là đầu vào không đảo và dấu ‘-‘ là đầu vào đảo.
• Nếu điện áp không đảo lớn hơn điện áp đảo thì đầu ra sẽ ở mức cao.
• Trong đầu ra này của LM324 được kết nối bên trong với một số điện trở và nó có một số cách sắp xếp bên trong IC, điều này tạo ra rất nhiều khác biệt so với các bộ so sánh khác.
• Điện trở được kéo lên ở bên trong, vì vậy không cần thêm điện trở nào của nguồn điện.

• Tần số nội bộ được bù để đạt được độ lợi thống nhất nghĩa là = 1
• Độ lợi điện áp DC lớn 100 dB
• Dải thông rộng 1 MHz
• Phạm vi cung cấp điện rộng: Nguồn cung cấp đơn 3V đến 32V
• Về cơ bản độc lập với điện áp cung cấp
• Phạm vi điện áp đầu vào khác biệt bằng với điện áp nguồn cung cấp
• Điện áp đầu ra lớn 0V đến V + – 1.5V

• LM324 được sử dụng như một bộ so sánh và op-amp
• LM324 là bộ khuếch đại điện áp điện tử có độ lợi cao

• Bộ so sánh LM324 thường được sử dụng trong dòng sau rô bốt
• Các ứng dụng của op-amp thông thường có thể dễ dàng được thực hiện bằng cách sử dụng LM324
• LM324 có thể áp dụng cho bộ tạo dao động, bộ khuếch đại, bộ chỉnh lưu, bộ so sánh, v.v.

Sơ đồ mạch dò điện thoại di động dùng IC LM324 được hiển thị bên dưới. Thiết kế của mạch này rất đơn giản và có thể được sử dụng để phát hiện điện thoại di động từ khoảng cách 10 đến 20 mét. Phạm vi phát hiện chủ yếu có thể phụ thuộc vào điện thoại di động vì mỗi điện thoại di động có khả năng phát tín hiệu riêng. Mạch này chỉ phát hiện tín hiệu được mã hóa, không phát hiện giọng nói. Các tín hiệu được mã hóa có thể được nhận khi điện thoại di động nhận cuộc gọi hoặc thực hiện cuộc gọi trong khi gửi và nhận SMS. Mạch này có thể được sử dụng đa năng như tìm điện thoại bị mất, tìm điện thoại di động trong khu vực cấm.

Mạch được xây dựng rất đơn giản bằng cách sử dụng các thành phần điện và điện tử cơ bản . Bộ khuếch đại Thuật toán LM324 . IC này chứa bốn bộ khuếch đại thuật toán có độ lợi cao. Nhưng mạch này chỉ sử dụng op-amps đơn từ bốn op-amps

Một transistor 2N4401 được kết nối ở đầu ra của LM324 để làm cho đèn LED cũng như bộ rung piezo BẬT. Mạch có thể hoạt động ở 4,5Volt đến 12Volt DC. Nếu mạch hoạt động dưới 9V [điện áp thấp hơn] thì chúng ta cần thay thế giá trị của một điện trở giới hạn dòng từ 470 ohms đến 220 ohms cho tất cả các đèn LED trong mạch . Có thể thay đổi độ nhạy của mạch bằng một biến trở có giá trị 100K.

Bộ khuếch đại thuật toán hay Op-Amp được sử dụng để khuếch đại tín hiệu từ DC đến hàng chục megahertz và có thể làm như vậy trong nhiều cấu hình op-amp khác nhau

Chúng ta đã thấy rằng có thể kết nối điện trở với một Bộ khuếch đại thuật toán cơ bản để tạo ra các đầu ra và  các cấu hình đảo và không đảo khác nhau cùng với độ lợi tương ứng của chúng.

Vì vậy, để mọi thứ trở nên dễ dàng hơn một chút, dưới đây là danh sách các mạch Op-Amp thông dụng cơ bản mà chúng ta có thể sử dụng để tạo các mạch và bộ lọc điện tử khác nhau.

Mạch theo điện áp, còn được gọi là bộ đệm nó không khuếch đại hoặc đảo tín hiệu đầu vào mà thay vào đó cung cấp sự cách ly giữa hai mạch. Trở kháng đầu vào rất cao trong khi trở kháng đầu ra thấp để tránh bất kỳ tác động tải nào trong mạch. Khi đầu ra được kết nối trở lại trực tiếp với một trong các đầu vào, độ lợi tổng thể của bộ đệm là +1 và Vout = Vin .

Bộ đảo Op-Amp còn được gọi là bộ đệm đảo, ngược lại với bộ đệm theo điện áp trước đó. Nó không khuếch đại tín hiệu nhưng nếu cả hai điện trở bằng nhau nó sẽ đảo tín hiệu đầu vào. Trở kháng đầu vào bằng R và độ lợi là -1 cho Vout = -Vin .

Bộ khuếch đại không đảo : không đảo tín hiệu đầu vào hoặc tạo ra tín hiệu đảo mà thay vào đó khuếch đại nó theo tỷ lệ: [RA + RB] / RB hoặc thường là 1+ [RA / RB] . Tín hiệu đầu vào được kết nối với đầu vào không đảo [ + ].

Bộ khuếch đại đảo : cả đảo và khuếch đại tín hiệu đầu vào theo tỷ lệ -RA / RB . Độ lợi của bộ khuếch đại được điều khiển bởi phản hồi âm sử dụng điện trở phản hồi RA và tín hiệu đầu vào được đưa đến đầu vào đảo [ – ].

Các mạch khuếch đại đảo và không đảo ở trên có thể được kết nối với nhau để tạo thành cấu hình khuếch đại cầu. Tín hiệu đầu vào là chung cho cả op-amp với tín hiệu điện áp đầu ra được lấy qua điện trở tải, RL nổi giữa hai đầu ra.

Nếu cường độ của hai mức khuếch đại op-amp, A1 và A2 bằng nhau, thì tín hiệu đầu ra sẽ được tăng gấp đôi vì đó là sự kết hợp hiệu quả của hai mức khuếch đại riêng lẻ.

Bộ cộng điện áp còn được gọi là bộ khuếch đại cộng, tạo ra điện áp đầu ra đảo tỷ lệ với tổng của điện áp đầu vào V1 và V2 . Nhiều đầu vào có thể được cộng tổng lại. Nếu các điện trở đầu vào có giá trị bằng nhau [ R1 = R2 = R ] thì tổng điện áp đầu ra như đã cho và độ lợi là +1 . Nếu các điện trở đầu vào không bằng nhau thì điện áp đầu ra là tổng có trọng số và trở thành:

V OUT = – [V 1 [R A / R 1 ] + V 2 [R A / R 2 ] + v.v.]

Mạch trừ điện áp còn được gọi là bộ khuếch đại vi sai, sử dụng cả đầu vào đảo và không đảo để tạo ra tín hiệu đầu ra là sự khác biệt giữa hai điện áp đầu vào V1 và V2 cho phép một tín hiệu được trừ khỏi tín hiệu khác. Nhiều đầu vào hơn có thể được thêm vào để được trừ nếu cần thiết.

Nếu các điện trở bằng nhau [ R = R3 và RA = R4 ] thì điện áp đầu ra như đã cho và độ lợi điện áp là +1 . Nếu điện trở đầu vào không bằng nhau, mạch sẽ trở thành bộ khuếch đại vi sai tạo ra đầu ra âm khi V1 cao hơn V2 và đầu ra dương khi V1 thấp hơn V2 .

Bộ so sánh có nhiều cách sử dụng nhưng phổ biến nhất là so sánh điện áp đầu vào với điện áp tham chiếu và chuyển đổi đầu ra nếu điện áp đầu vào cao hơn điện áp tham chiếu. Nếu đầu vào dương hơn điện áp tham chiếu được đặt bởi bộ phân áp, Vin> Vref , thì đầu ra sẽ thay đổi trạng thái.

Khi điện áp đầu vào giảm xuống dưới điện áp tham chiếu đặt trước và Vin