Comparatorwerking

[In physics I trust]

comparator 696 keer bekeken

1)

Het eerste schema is me duidelijk: de verhouding van de weerstanden vind je door de stroomwet van Kirchhoff toe te passen gecombineerd met het principe van virtuele aarde toe te passen. Op basis daarvan kan je de verhouding van de weerstanden kiezen, maar dit vormt nog geen indicatie voor de absolute grootte van de waarden van deze weerstanden. Hoe dienen deze bepaald te worden?

EDIT: Zo groot mogelijk, want Z is de ingangsimpedantie die wordt gezien, en die willen we zo groot mogelijk (geen stroom trekken, alleen signaal versterken).

2)

Het tweede schema:hierbij wordt het verschil steeds maar versterkt tot aan de positieve/negatieve voedingsspanning. Hoe kies je hier dan de waarden van de de weerstanden/hun verhouding?

Bedankt!

[EvilBro]

Hoe dienen deze bepaald te worden?

De grootte van de weerstandswaarden bepaalt hoeveel stroom er gaat lopen. Kies je de weerstanden te klein dan gaat er een grote stroom lopen (met alle mogelijke gevolgen van dien). Kies je ze te groot dan is de stroom klein en krijg je meer last van ruis. Je moet de weerstanden dus zo kiezen dat je een stroom krijgt die je acceptabel vindt (vergeet niet dat je opamp natuurlijk slechts een beperkte stroom kan leveren).

2)

Het tweede schema:hierbij wordt het verschil steeds maar versterkt tot aan de positieve/negatieve voedingsspanning. Hoe kies je hier dan de waarden van de de weerstanden/hun verhouding?

Hoe denk jij dat de weerstanden invloed hebben op deze schakeling?

[In physics I trust]

Als ik de knooppuntvergelijkingen uitschrijf, vind ik:

\(\frac{v_{is}-v_+}{Z}=\frac{v_{os}-v_+}{Z'}\)

De waarden van de impedanties bepalen opnieuw welke stroom er loopt?

[ZVdP]

Buiten de ruis die een rol speelt bij grote weerstanden, moet je ook opletten dat je de ingangsweerstand van de opamp nog altijd als oneindig kan beschouwen. Als je externe weerstanden in de buurt beginnen komen van de ingangsweerstand, dan is die hypothese niet langer meer geldig.

[EvilBro]

De waarden van de impedanties bepalen opnieuw welke stroom er loopt?

Natuurlijk, maar wat heeft dat voor invloed op het gedrag van de schakeling. Zou het gedrag bijvoorbeeld veranderen als je de weerstand Z weg zou halen?

[In physics I trust]

Buiten de ruis die een rol speelt bij grote weerstanden, moet je ook opletten dat je de ingangsweerstand van de opamp nog altijd als oneindig kan beschouwen. Als je externe weerstanden in de buurt beginnen komen van de ingangsweerstand, dan is die hypothese niet langer meer geldig.

Dat zie ik in, bedankt!

Natuurlijk, maar wat heeft dat voor invloed op het gedrag van de schakeling. Zou het gedrag bijvoorbeeld veranderen als je de weerstand Z weg zou halen?

Dan is

\(v_{is}=v_+\)

(geen spanningsval). En dus

\(v_{os}=v_+\)

Als dat geldt, hebben we ook:

\(v_{is}=v_{os}\)

.

Zoals een buffer, maar dan niet inverterend precies? Ik heb het nog niet volledig door denk ik.

In ieder geval al bedankt voor de hulp!

[EvilBro]

Ik denk dat ik eerder je tekening niet goed geinterpreteerd had. Je wilt, denk ik, dit weten:

Stel dat de uitgang van de opamp gelijk is aan de negatieve voedingsspanning van de opamp. Stel bovendien dat de ingangsspanning Vis gelijk is aan 0 Volt. De weerstanden vormen een spanningsdeler en op de positieve ingang van de opamp staat een spanning kleiner dan 0 Volt. De uitgangsspanning van de opamp blijft dus de negatieve voedinsspanning.

Stel nu dat je Vis verhoogt. Op een gegeven moment zal de spanning op de positieve ingang van de opamp groter dan 0 Volt worden. Op dat moment wordt de uitgang van de opamp gelijk aan de positieve voedingsspanning. Er is dus een spanningsniveau waarbij het uitgangssignaal ineens van toestand verandert. Dit spanningsniveau wordt bepaald door de verhouding van de weerstanden.

De uitgangspanning van de opamp is nu de positieve voedingsspanning. Hierdoor zal de spanning op de positieve ingang van de opamp nog hoger komen te liggen. Je kan nu de spanning Vis weer verlagen. Er komt een moment dat de spanning op de positieve ingang van de opamp kleiner wordt dan 0 Volt. Op dat moment zal de uitgang naar de negatieve voedingsspanning gaan. Let op: Je hebt dus hysterese.

[In physics I trust]

Okay, nu heb ik het volledig door!

Bedankt!

[In physics I trust]

Ik heb er net nog een keer naar gekeken, en de redenering is toch de volgende:

\(V_+=\frac{ZV_{os}+Z'V_{is}}{Z'+Z}\)

Bij welk voltage de output van de comparator switcht, wordt bepaald door de nulwaarde van de teller. Bijgevolg zal de switch plaatsvinden bij

\(\frac{Z V_{SAT}}{Z'}\)

. Hierbij is

\(V_{SAT}\)

de positieve/negatieve voedingsspanning afhankelijk van de vorige situatie?

[EvilBro]

Dat klopt al zou ik er een minteken bij zetten.

\(V_{\mbox{switch}} = \frac{-Z}{Z'} V_\mbox{os}\)

terzijde, waarom gaat de rendering van LaTeX in het volgende verkeerd?

\(V_\mbox{switch} = \frac{-Z}{Z'} V_\mbox{os}\)

[In physics I trust]

Okay bedankt voor je antwoord! Eens experimenteren met die rendering; ik zal het in het technisch deel even voorleggen.