مدار مقایسه کننده (Comparator Circuit)، در مدارهای الکتریکی (Electrical Circuit)
انواع مدارهای الکتریکی (Electrical Circuit) را در آموزش زیر شرح دادیم :
مدار مقایسه کننده (Comparator Circuit) :
مدار مقایسه کننده (Comparator Circuit) یک مدار آنالوگ است که دو ولتاژ ورودی را با هم مقایسه می کند و بر اساس نتیجه مقایسه، یک خروجی دیجیتال (معمولا دو سطح: HIGH یا LOW) تولید می کند. مقایسه کننده ها یکی از پرکاربردترین بلوک ها در الکترونیک آنالوگ و دیجیتال هستند و به عنوان پل بین دنیای آنالوگ و دیجیتال عمل می کنند.
اصل عملکرد: یک مقایسه کننده دو ورودی دارد: ورودی غیرمعکوس (
\[ V_+ \]) و ورودی معکوس (
\[ V_- \]). خروجی (
\[ V_{out} \]) معمولا بر اساس این قانون تعیین می شود:
⭐ اگر
\[ V_+ > V_- \]، خروجی به سطح HIGH (منطق ۱) می رود.
⭐ اگر
\[ V_+ < V_- \]، خروجی به سطح LOW (منطق ۰) می رود.
در حالت ایده آل، با اختلاف بسیار کوچک بین ورودی ها، خروجی فورا بین دو سطح سوئیچ می کند. در عمل، به دلیل محدودیت های سرعت و بهره، این سوئیچ زنی آنی نیست.
پیاده سازی: یک آپ امپ (Operational Amplifier) را می توان به عنوان مقایسه کننده استفاده کرد، اما بهتر است از آی سی های مقایسه کننده اختصاصی (مانند LM311، LM393) استفاده شود. این آی سی ها برای کاربردهای مقایسه کننده بهینه شده اند: سرعت سوئیچ زنی بالاتر، خروجی متناسب با منطق (مثل TTL یا CMOS)، و قابلیت کار با تغذیه مجزا.
مقایسه با آپ امپ: آپ امپ ها برای عملکرد در ناحیه خطی با فیدبک منفی طراحی شده اند، در حالی که مقایسه کننده ها برای عملکرد در ناحیه اشباع (سوئیچ زنی) با فیدبک مثبت یا بدون فیدبک طراحی می شوند. استفاده از آپ امپ به عنوان مقایسه کننده ممکن است منجر به سرعت پایین و اشباع عمیق (که بازیابی را کند می کند) شود.
کاربردها:
⭐ مبدل های آنالوگ به دیجیتال (ADC): به عنوان بلوک اصلی در انواع خاصی از ADCها.
⭐ آشکارسازهای عبور از صفر (Zero-Crossing Detectors).
⭐ مدارهای کنترل سطح ولتاژ و جریان.
⭐ مدارهای تایمر و نوسان ساز (با فیدبک مثبت).
⭐ پایش (Window Comparators): برای تشخیص اینکه یک سیگنال در یک محدوده مشخص است یا خیر.
