వోల్టేజ్ కంపారిటర్ అంటే ఏమిటి మరియు అది దేనికి?

ఎలక్ట్రానిక్ సర్క్యూట్లను రూపకల్పన చేసేటప్పుడు, రెండు వోల్టేజీల స్థాయిని పోల్చడం తరచుగా అవసరం. దీని కోసం, కంపారిటర్ వంటి పరికరం ఉపయోగించబడుతుంది. నోడ్ యొక్క పేరు లాటిన్ పోలికకు తిరిగి వెళుతుంది, లేదా, పోల్చడానికి ఆంగ్లంలో - పోల్చడానికి.

వోల్టేజ్ కంపారిటర్ అంటే ఏమిటి

సాధారణ సందర్భంలో, కంపారిటర్ అనేది పోల్చిన విలువలను (వోల్టేజీలు) సరఫరా చేయడానికి రెండు ఇన్‌పుట్‌లను కలిగి ఉన్న పరికరం మరియు పోలిక ఫలితం కోసం అవుట్‌పుట్. పోల్చిన పారామితులను సరఫరా చేయడానికి కంపారిటర్‌కు రెండు ఇన్‌పుట్‌లు ఉన్నాయి - ప్రత్యక్ష మరియు విలోమం. డైరెక్ట్ ఇన్‌పుట్ యొక్క వోల్టేజ్ విలోమ ఒకటి కంటే ఎక్కువగా ఉన్నప్పుడు అవుట్‌పుట్ లాజికల్ యూనిట్‌కి సెట్ చేయబడుతుంది మరియు సున్నా - వైస్ వెర్సా అయితే. విలోమ మరియు ప్రత్యక్ష ఇన్‌పుట్ మధ్య సానుకూల వ్యత్యాసంతో, ఒకటి సెట్ చేయబడి, వ్యతిరేక పరిస్థితిలో - సున్నా అయితే, అటువంటి కంపారిటర్‌ను ఇన్వర్టింగ్ అంటారు.

కంపారిటర్ యొక్క ఆపరేషన్ సూత్రం

కంపారిటర్‌ను నిర్మించడం సౌకర్యంగా ఉంటుంది కార్యాచరణ యాంప్లిఫైయర్ (OU)దీని కోసం, దాని లక్షణాలు నేరుగా ఉపయోగించబడతాయి:

• డైరెక్ట్ మరియు ఇన్వర్టింగ్ ఇన్‌పుట్ మధ్య సిగ్నల్ వ్యత్యాసం యొక్క విస్తరణ;
• అనంతం (ఆచరణలో - 10000 మరియు అంతకంటే ఎక్కువ) యాంప్లిఫికేషన్ ఫ్యాక్టర్.

కంపారిటర్‌గా op-amp యొక్క ఆపరేషన్ క్రింది స్విచింగ్ పథకంతో పరిగణించబడుతుంది:

10000 లాభంతో op-amp ఉండనివ్వండి, సరఫరా వోల్టేజ్ బైపోలార్, + 5 V మరియు మైనస్ 5 V. డివైడర్ ఇన్వర్టింగ్ ఇన్‌పుట్ వద్ద, సూచన స్థాయి ఖచ్చితంగా 0 వోల్ట్‌లకు సెట్ చేయబడింది, డైరెక్ట్ ఇన్‌పుట్ వద్ద, పొటెన్షియోమీటర్ స్లయిడర్ నుండి మైనస్ 5 వోల్ట్‌లు తీసివేయబడతాయి. కార్యాచరణ యాంప్లిఫైయర్ వ్యత్యాసాన్ని 10,000 సార్లు విస్తరించాలి, సిద్ధాంతపరంగా, అవుట్‌పుట్ వద్ద మైనస్ 50,000 వోల్ట్ల వోల్టేజ్ కనిపించాలి. కానీ opamp అటువంటి వోల్టేజ్ తీసుకోవడానికి ఎక్కడా లేదు, మరియు ఇది గరిష్టంగా సాధ్యమయ్యేలా సృష్టిస్తుంది - సరఫరా వోల్టేజ్, మైనస్ 5 వోల్ట్లు.

మీరు డైరెక్ట్ ఇన్‌పుట్ వద్ద వోల్టేజ్‌ని పెంచడం ప్రారంభించినట్లయితే, op amp అనేది ఇన్‌పుట్‌ల మధ్య వోల్టేజ్ వ్యత్యాసాన్ని సెట్ చేయడానికి ప్రయత్నిస్తుంది, 10000తో గుణించబడుతుంది. ఇన్‌పుట్ వోల్టేజ్ సున్నాకి చేరుకున్నప్పుడు మరియు ఇంచుమించుగా మైనస్ 0.0005 Vకి చేరుకున్నప్పుడు అది విజయవంతమవుతుంది. మరింత పెరుగుదలతో సానుకూల ఇన్‌పుట్ వద్ద ఇన్‌పుట్ వోల్టేజ్, అవుట్‌పుట్ సున్నా మరియు అంతకంటే ఎక్కువ పెరుగుతుంది మరియు +0.0005 వోల్ట్ల వోల్టేజ్ వద్ద అది +5 V అవుతుంది మరియు మరింత పెరగదు - ఎక్కడా లేదు. ఈ విధంగా, ఇన్‌పుట్ వోల్టేజ్ సున్నా స్థాయిని దాటినప్పుడు (మరింత ఖచ్చితంగా, మైనస్ 0.0005 వోల్ట్‌లు - + 0.0005), అవుట్‌పుట్ వోల్టేజ్ మైనస్ 5 వోల్ట్‌ల నుండి +5 వోల్ట్‌లకు జంప్ అవుతుంది. మరో మాటలో చెప్పాలంటే, ఇన్వర్టింగ్ ఇన్‌పుట్ కంటే డైరెక్ట్ ఇన్‌పుట్ వద్ద వోల్టేజ్ తక్కువగా ఉన్నంత వరకు, కంపారిటర్ అవుట్‌పుట్ సున్నాకి సెట్ చేయబడుతుంది. ఎక్కువ ఉంటే - ఒకటి.

మైనస్ 0.0005 వోల్ట్‌ల నుండి + 0.0005 వరకు ఇన్‌పుట్‌ల వద్ద స్థాయి వ్యత్యాసం యొక్క విభాగం ఆసక్తిని కలిగిస్తుంది.సిద్ధాంతంలో, అది పాస్ అయినప్పుడు, ప్రతికూల నుండి సానుకూల సరఫరా వోల్టేజీకి మృదువైన పెరుగుదల ఉంటుంది. ఆచరణలో, ఈ పరిధి చాలా ఇరుకైనది, మరియు జోక్యం, జోక్యం, సరఫరా వోల్టేజ్ అస్థిరత మొదలైన వాటి కారణంగా. ఇన్‌పుట్‌ల వద్ద వోల్టేజీల యొక్క సుమారు సమానత్వంతో, రెండు దిశలలో కంపారిటర్ యొక్క అస్తవ్యస్తమైన ఆపరేషన్ జరుగుతుంది. op-amp యొక్క తక్కువ లాభం, అస్థిరత యొక్క విస్తృత విండో. కంపారిటర్ యాక్యుయేటర్‌ను నియంత్రిస్తే, ఇది సమయానికి పని చేస్తుంది (రిలేను క్లిక్ చేయడం, వాల్వ్‌ను స్లామ్ చేయడం మొదలైనవి), ఇది దాని యాంత్రిక వైఫల్యానికి లేదా వేడెక్కడానికి దారితీస్తుంది.

దీనిని నివారించడానికి, డాష్డ్ లైన్ ద్వారా సూచించబడిన రెసిస్టర్‌ను ఆన్ చేయడం ద్వారా నిస్సార సానుకూల అభిప్రాయం సృష్టించబడుతుంది. ఇది స్వల్ప హిస్టెరిసిస్‌ను సృష్టిస్తుంది, సూచనకు సంబంధించి వోల్టేజ్ పైకి క్రిందికి వెళుతున్నప్పుడు స్విచ్చింగ్ థ్రెషోల్డ్‌లను మారుస్తుంది. ఉదాహరణకు, కంపారిటర్ 0.1 వోల్ట్‌ల వద్ద పైకి మారుతుంది మరియు సరిగ్గా సున్నా వద్ద (ఫీడ్‌బ్యాక్ లోతును బట్టి) డౌన్ అవుతుంది. ఇది అస్థిరత విండోను తొలగిస్తుంది. ఈ రెసిస్టర్ యొక్క విలువ అనేక వందల కిలో-ఓమ్‌ల నుండి అనేక మెగా-ఓమ్‌ల వరకు ఉంటుంది. తక్కువ ప్రతిఘటన, థ్రెషోల్డ్‌ల మధ్య వ్యత్యాసం ఎక్కువ.

ప్రత్యేక కంపారిటర్ ICలు కూడా ఉన్నాయి. ఉదాహరణకు, LM393. అటువంటి మైక్రో సర్క్యూట్లలో, హై-స్పీడ్ ఆపరేషనల్ యాంప్లిఫైయర్ (లేదా అనేక) ఉంది, రిఫరెన్స్ వోల్టేజ్‌ను సృష్టించే అంతర్నిర్మిత డివైడర్‌ను ఇన్‌స్టాల్ చేయవచ్చు. సాధారణ ప్రయోజన ఆప్ ఆంప్స్‌పై నిర్మించిన అటువంటి కంపారిటర్‌లు మరియు పరికరాల మధ్య మరొక వ్యత్యాసం ఏమిటంటే, వాటిలో చాలా వరకు యూనిపోలార్ విద్యుత్ సరఫరా అవసరం. చాలా opamps బైపోలార్ వోల్టేజ్ అవసరం. పరికరం యొక్క అభివృద్ధి సమయంలో మైక్రో సర్క్యూట్ రకం ఎంపిక చేయబడుతుంది.

డిజిటల్ కంపారిటర్స్ యొక్క లక్షణాలు

కంపారిటర్లు డిజిటల్ టెక్నాలజీలో కూడా ఉపయోగించబడుతున్నాయి, అయితే ఇది మొదటి చూపులో విరుద్ధమైనదిగా అనిపిస్తుంది. అన్ని తరువాత, రెండు వోల్టేజ్ స్థాయిలు మాత్రమే ఉన్నాయి - ఒకటి మరియు సున్నా. మరియు వాటిని పోల్చడం అర్ధం కాదు. కానీ మీరు రెండు బైనరీ సంఖ్యలను పోల్చవచ్చు, వీటిని ఏదైనా అనలాగ్ విలువలకు (వోల్టేజ్‌తో సహా) మార్చవచ్చు.

బిట్స్‌లో ఒకే పొడవు గల రెండు బైనరీ పదాలు ఉండనివ్వండి:

X=X₃X₂X₁X₀ మరియు Y=Y₃వై₂వై₁వై.

అన్ని బిట్‌లు బిట్‌వైజ్ సమానంగా ఉంటే అవి విలువలో సమానంగా పరిగణించబడతాయి:

1101=1101 => X=Y.

కనీసం ఒక బిట్ భిన్నంగా ఉంటే, అప్పుడు సంఖ్యలు సమానంగా ఉండవు. అతి ముఖ్యమైన బిట్‌తో ప్రారంభమయ్యే బిట్‌వైజ్ పోలిక ద్వారా పెద్ద సంఖ్య నిర్ణయించబడుతుంది:

• 1101>101 - ఇక్కడ X యొక్క మొదటి బిట్ Y యొక్క మొదటి బిట్ కంటే ఎక్కువగా ఉంటుంది మరియు X>Y;
• 1101>101 - మొదటి బిట్‌లు సమానంగా ఉంటాయి, కానీ X యొక్క రెండవ బిట్ ఎక్కువ మరియు X>Y;
• 111<1110 - Y పెద్ద మూడవ బిట్‌ను కలిగి ఉంది మరియు X యొక్క అతి తక్కువ ముఖ్యమైన అంకె పెద్ద విలువతో సంబంధం లేదు, X<Y.

అటువంటి పోలిక యొక్క అమలు ప్రాథమిక మూలకాల యొక్క లాజిక్ సర్క్యూట్లపై నిర్మించబడవచ్చు AND-NOT, OR-NOT, కానీ పూర్తి ఉత్పత్తులను ఉపయోగించడం సులభం. ఉదాహరణకు, 4063 (CMOS), 7485 (TTL), దేశీయ K564IP2 మరియు ఇతర మైక్రో సర్క్యూట్‌ల శ్రేణి. అవి సంబంధిత డేటా మరియు నియంత్రణ ఇన్‌పుట్‌లతో 2-8 బిట్ కంపారిటర్‌లు. చాలా సందర్భాలలో, డిజిటల్ కంపారిటర్‌లు 3 అవుట్‌పుట్‌లను కలిగి ఉంటాయి:

• మరింత;
• తక్కువ;
• సమానం.

అనలాగ్ పరికరాల వలె కాకుండా, బైనరీ కంపారిటర్‌లతో, ఇన్‌పుట్‌లలో సమానత్వం అవాంఛనీయమైన పరిస్థితి కాదు మరియు నివారించడానికి ప్రయత్నించబడదు.

ఇటువంటి పరికరాన్ని బూలియన్ ఆల్జీబ్రా ఫంక్షన్‌లను ఉపయోగించి ప్రోగ్రామాటిక్‌గా నిర్మించడం కూడా సులభం.మరొక ఎంపిక - అనేక మైక్రోకంట్రోలర్‌లు ప్రత్యేక బాహ్య అవుట్‌పుట్‌లతో "ఆన్ బోర్డ్" అనలాగ్ కంపారేటర్‌లను కలిగి ఉంటాయి, ఇవి రెండు విలువలను 0 లేదా 1 రూపంలో అంతర్గత సర్క్యూట్‌తో పోల్చడం ద్వారా సిద్ధంగా ఉన్న ఫలితాన్ని అందిస్తాయి. ఇది చిన్న కంప్యూటింగ్ సిస్టమ్‌ల వనరులను ఆదా చేస్తుంది. .

వోల్టేజ్ కంపారిటర్ ఎక్కడ ఉపయోగించబడుతుంది?

కంపారిటర్ యొక్క పరిధి విస్తృతమైనది. దానిపై, ఉదాహరణకు, మీరు థ్రెషోల్డ్ రిలేని నిర్మించవచ్చు. దీన్ని చేయడానికి, మీకు ఏదైనా విలువను వోల్టేజ్‌గా మార్చే సెన్సార్ అవసరం. ఈ విలువ ఇలా ఉండవచ్చు:

• ప్రకాశం స్థాయి;
• శబ్ద స్థాయి;
• ఒక పాత్ర లేదా రిజర్వాయర్లో ద్రవ స్థాయి;
• ఏదైనా ఇతర విలువలు.

పొటెన్షియోమీటర్ కంపారిటర్ యొక్క ట్రిగ్గర్ స్థాయిని సెట్ చేయడానికి ఉపయోగించవచ్చు. కీ ద్వారా అవుట్‌పుట్ సిగ్నల్ సూచిక లేదా యాక్యుయేటర్‌కు ఇవ్వబడుతుంది.

మీరు హిస్టెరిసిస్‌ను పెంచినట్లయితే, కంపారిటర్ ష్మిత్ ట్రిగ్గర్‌గా పని చేయవచ్చు. ఇన్‌పుట్‌కు నెమ్మదిగా మారుతున్న వోల్టేజ్ వర్తించినప్పుడు, అవుట్‌పుట్ అవుతుంది వివిక్త సిగ్నల్ నిటారుగా ఉన్న ముఖభాగాలతో.

రెండు మూలకాలను రెండు-థ్రెషోల్డ్ కంపారిటర్ లేదా విండో కంపారేటర్‌గా రూపొందించడానికి అనుసంధానించవచ్చు.

ఇక్కడ, థ్రెషోల్డ్ వోల్టేజ్ ప్రతి కంపారిటర్‌కు విడిగా సెట్ చేయబడింది - డైరెక్ట్ ఇన్‌పుట్‌లో పైభాగానికి, విలోమం వద్ద దిగువకు. ఉచిత ఇన్పుట్లను కలుపుతారు, అవి కొలిచిన వోల్టేజ్తో సరఫరా చేయబడతాయి. అవుట్‌పుట్‌లు "మౌంటు OR" పథకం ప్రకారం అనుసంధానించబడ్డాయి. వోల్టేజ్ సెట్ ఎగువ లేదా దిగువ పరిమితికి మించి ఉన్నప్పుడు, కంపారిటర్లలో ఒకరు అవుట్పుట్ వద్ద అధిక స్థాయిని ఉత్పత్తి చేస్తారు.

ఒక బహుళస్థాయి కంపారిటర్ అనేక మూలకాల నుండి సమీకరించబడింది, ఇది సరళ వోల్టేజ్ సూచికగా లేదా వోల్టేజ్‌గా మార్చబడిన విలువగా ఉపయోగించబడుతుంది. నాలుగు స్థాయిల కోసం, పథకం క్రింది విధంగా ఉంటుంది:

ఈ సర్క్యూట్‌లో, ప్రతి మూలకం యొక్క ఇన్‌పుట్‌కు రిఫరెన్స్ వోల్టేజ్ వర్తించబడుతుంది. ఇన్వర్టింగ్ ఇన్‌పుట్‌లు కలిసి కనెక్ట్ చేయబడ్డాయి, అవి కొలిచిన సిగ్నల్‌ను అందుకుంటాయి. ట్రిగ్గర్ స్థాయికి చేరుకున్నప్పుడు, సంబంధిత LED వెలిగిస్తుంది. రేడియేటింగ్ ఎలిమెంట్స్ ఒక లైన్లో అమర్చబడి ఉంటే, ఒక కాంతి స్ట్రిప్ పొందబడుతుంది, దీని పొడవు దరఖాస్తు వోల్టేజ్ స్థాయికి అనుగుణంగా మారుతుంది.

అదే సర్క్యూట్‌ను అనలాగ్-టు-డిజిటల్ కన్వర్టర్ (ADC)గా ఉపయోగించవచ్చు. ఇది ఇన్‌పుట్ వోల్టేజ్‌ని సంబంధిత బైనరీ కోడ్‌గా మారుస్తుంది. ADCలో మరిన్ని అంశాలు చేర్చబడితే, ఎక్కువ బిట్ డెప్త్, మరింత ఖచ్చితమైన మార్పిడి. ఆచరణలో, లైన్ కోడ్ ఉపయోగించడానికి అసౌకర్యంగా ఉంటుంది మరియు ఇది ఎన్‌కోడర్‌ని ఉపయోగించి సుపరిచితమైన కోడ్‌గా మార్చబడుతుంది. ఎన్‌కోడర్ లాజికల్ ఎలిమెంట్స్‌పై నిర్మించబడవచ్చు, రెడీమేడ్ మైక్రో సర్క్యూట్‌ను ఉపయోగించవచ్చు లేదా తగిన ఫర్మ్‌వేర్‌తో ROMని ఉపయోగించవచ్చు.

ప్రొఫెషనల్ మరియు అమెచ్యూర్ సర్క్యూట్రీలో కంపారిటర్ల పరిధి వైవిధ్యంగా ఉంటుంది. ఈ మూలకాల యొక్క సరైన ఉపయోగం అనేక రకాల సమస్యలను పరిష్కరించడానికి అనుమతిస్తుంది.

ఇలాంటి కథనాలు: