વોલ્ટેજ તુલનાકાર શું છે અને તે શું છે?

ઇલેક્ટ્રોનિક સર્કિટ ડિઝાઇન કરતી વખતે, બે વોલ્ટેજના સ્તરની તુલના કરવી જરૂરી છે. આ માટે, કમ્પેરેટર જેવા ઉપકરણનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે. નોડનું નામ લેટિન કમ્પેરેરે અથવા તેના બદલે, અંગ્રેજીમાં સરખામણી કરવા માટે - સરખામણી કરવા માટે પાછું જાય છે.

વોલ્ટેજ કમ્પેરેટર શું છે

સામાન્ય કિસ્સામાં, તુલનાકાર એ એક ઉપકરણ છે જે તુલનાત્મક મૂલ્યો (વોલ્ટેજ) અને સરખામણીના પરિણામ માટે આઉટપુટ પૂરા પાડવા માટે બે ઇનપુટ ધરાવે છે. તુલનાકાર પાસે તુલનાત્મક પરિમાણો પૂરા પાડવા માટે બે ઇનપુટ્સ છે - પ્રત્યક્ષ અને વ્યસ્ત. આઉટપુટ લોજિકલ એકમ પર સેટ થાય છે જ્યારે ડાયરેક્ટ ઇનપુટનું વોલ્ટેજ વ્યસ્ત એક કરતાં વધી જાય છે, અને શૂન્ય - જો ઊલટું. જો, વ્યસ્ત અને સીધા ઇનપુટ વચ્ચેના સકારાત્મક તફાવત સાથે, એક સેટ કરવામાં આવે છે, અને વિપરીત પરિસ્થિતિમાં - શૂન્ય, તો આવા તુલનાકારને ઇન્વર્ટિંગ કહેવામાં આવે છે.

તુલનાકારની કામગીરીનો સિદ્ધાંત

તેના પર તુલનાત્મક બનાવવું અનુકૂળ છે ઓપરેશનલ એમ્પ્લીફાયર (OU).આ માટે, તેના ગુણધર્મોનો સીધો ઉપયોગ થાય છે:

• ડાયરેક્ટ અને ઇન્વર્ટિંગ ઇનપુટ વચ્ચે સિગ્નલ તફાવતનું એમ્પ્લીફિકેશન;
• અનંત (વ્યવહારમાં - 10000 અને ઉપરથી) એમ્પ્લીફિકેશન પરિબળ.

તુલનાત્મક તરીકે ઓપ-એમ્પની કામગીરીને નીચેની સ્વિચિંગ સ્કીમ સાથે ધ્યાનમાં લઈ શકાય છે:

10000 ના ગેઇન સાથે ઓપ-એમ્પ રહેવા દો, સપ્લાય વોલ્ટેજ બાયપોલર છે, + 5 V અને માઈનસ 5 V છે. વિભાજક ઇન્વર્ટિંગ ઇનપુટ પર, સંદર્ભ સ્તર બરાબર 0 વોલ્ટ પર સેટ છે, ડાયરેક્ટ ઇનપુટ પર, પોટેન્ટિઓમીટર સ્લાઇડરમાંથી માઇનસ 5 વોલ્ટ દૂર કરવામાં આવે છે. ઓપરેશનલ એમ્પ્લીફાયર એ તફાવતને 10,000 ગણો વધારવો જોઈએ, સૈદ્ધાંતિક રીતે, આઉટપુટ પર માઈનસ 50,000 વોલ્ટનો વોલ્ટેજ દેખાવો જોઈએ. પરંતુ opamp પાસે આવા વોલ્ટેજ લેવા માટે ક્યાંય નથી, અને તે મહત્તમ શક્ય બનાવે છે - સપ્લાય વોલ્ટેજ, ઓછા 5 વોલ્ટ.

જો તમે ડાયરેક્ટ ઇનપુટ પર વોલ્ટેજ વધારવાનું શરૂ કરો છો, તો op amp ઇનપુટ વચ્ચેના વોલ્ટેજ તફાવતને 10000 વડે ગુણાકાર કરીને સેટ કરવાનો પ્રયાસ કરશે. જ્યારે ઇનપુટ વોલ્ટેજ શૂન્યની નજીક પહોંચશે અને લગભગ માઇનસ 0.0005 V થશે ત્યારે તે સફળ થશે. વધુ વધારા સાથે સકારાત્મક ઇનપુટ પર ઇનપુટ વોલ્ટેજ, આઉટપુટ શૂન્ય અને તેનાથી ઉપર વધશે, અને +0.0005 વોલ્ટના વોલ્ટેજ પર તે +5 V બનશે અને વધુ વધશે નહીં - ત્યાં ક્યાંય નથી. આમ, જ્યારે ઇનપુટ વોલ્ટેજ શૂન્ય સ્તરને પસાર કરે છે (વધુ સ્પષ્ટ રીતે, માઈનસ 0.0005 વોલ્ટ - + 0.0005), આઉટપુટ વોલ્ટેજ માઈનસ 5 વોલ્ટથી +5 વોલ્ટ સુધી જશે. બીજા શબ્દોમાં કહીએ તો, જ્યાં સુધી ડાયરેક્ટ ઇનપુટ પરનું વોલ્ટેજ ઇનવર્ટિંગ ઇનપુટ કરતાં ઓછું હોય, ત્યાં સુધી તુલનાત્મક આઉટપુટ શૂન્ય પર સેટ થાય છે. જો ઉચ્ચ - એક.

માઈનસ 0.0005 વોલ્ટથી + 0.0005 સુધીના ઇનપુટ્સ પર લેવલ ડિફરન્સનો સેક્શન રસપ્રદ છે.સિદ્ધાંતમાં, જ્યારે તે પસાર થાય છે, ત્યારે નકારાત્મકથી સકારાત્મક સપ્લાય વોલ્ટેજમાં સરળ વધારો થશે. વ્યવહારમાં, આ શ્રેણી ખૂબ જ સાંકડી છે, અને દખલગીરી, દખલગીરી, સપ્લાય વોલ્ટેજની અસ્થિરતા વગેરેને કારણે. ઇનપુટ્સ પર વોલ્ટેજની આશરે સમાનતા સાથે, બંને દિશામાં તુલના કરનારનું અસ્તવ્યસ્ત ઓપરેશન થશે. ઓપ-એમ્પનો ફાયદો જેટલો ઓછો હશે, અસ્થિરતાની આ વિન્ડો જેટલી વિશાળ હશે. જો તુલનાકર્તા એક્ટ્યુએટરને નિયંત્રિત કરે છે, તો આનાથી તે સમયસર કામ કરશે (રિલે પર ક્લિક કરવું, વાલ્વને સ્લેમ કરવું, વગેરે), જે તેની યાંત્રિક નિષ્ફળતા અથવા ઓવરહિટીંગ તરફ દોરી શકે છે.

આને અવગણવા માટે, ડેશેડ લાઇન દ્વારા દર્શાવેલ રેઝિસ્ટરને ચાલુ કરીને છીછરા હકારાત્મક પ્રતિસાદ બનાવવામાં આવે છે. સંદર્ભની સાપેક્ષે વોલ્ટેજ ઉપર અને નીચે પસાર થતાં સ્વિચિંગ થ્રેશોલ્ડને સ્થાનાંતરિત કરીને, આ થોડો હિસ્ટેરેસિસ બનાવે છે. ઉદાહરણ તરીકે, તુલનાકાર 0.1 વોલ્ટ પર સ્વિચ કરશે અને બરાબર શૂન્ય પર નીચે જશે (પ્રતિસાદની ઊંડાઈ પર આધાર રાખીને). આ અસ્થિરતા વિન્ડોને દૂર કરશે. આ રેઝિસ્ટરનું મૂલ્ય કેટલાક સો કિલો-ઓહ્મથી કેટલાક મેગા-ઓહ્મ સુધીનું હોઈ શકે છે. પ્રતિકાર ઓછો, થ્રેશોલ્ડ વચ્ચેનો મોટો તફાવત.

વિશિષ્ટ તુલનાત્મક ICs પણ છે. ઉદાહરણ તરીકે, LM393. આવા માઇક્રોસિર્કિટ્સમાં, હાઇ-સ્પીડ ઓપરેશનલ એમ્પ્લીફાયર (અથવા ઘણા) છે, બિલ્ટ-ઇન ડિવાઇડર ઇન્સ્ટોલ કરી શકાય છે જે સંદર્ભ વોલ્ટેજ બનાવે છે. સામાન્ય હેતુ op amps પર બનેલા આવા તુલનાકારો અને ઉપકરણો વચ્ચેનો બીજો તફાવત એ છે કે તેમાંના ઘણાને યુનિપોલર પાવર સપ્લાયની જરૂર હોય છે. મોટાભાગના ઓપેમ્પ્સને બાયપોલર વોલ્ટેજની જરૂર હોય છે. ઉપકરણના વિકાસ દરમિયાન માઇક્રોસર્ક્યુટના પ્રકારની પસંદગી કરવામાં આવે છે.

ડિજિટલ તુલનાકારોની સુવિધાઓ

ડિજિટલ ટેક્નોલોજીમાં પણ તુલનાકારોનો ઉપયોગ થાય છે, જો કે આ પ્રથમ નજરમાં વિરોધાભાસી લાગે છે. છેવટે, ત્યાં માત્ર બે વોલ્ટેજ સ્તરો છે - એક અને શૂન્ય. અને તેમની સરખામણી કરવી અર્થહીન છે. પરંતુ તમે બે દ્વિસંગી સંખ્યાઓની તુલના કરી શકો છો, જે કોઈપણ એનાલોગ મૂલ્યો (વોલ્ટેજ સહિત) માં રૂપાંતરિત થઈ શકે છે.

બિટ્સમાં સમાન લંબાઈના બે દ્વિસંગી શબ્દો હોવા દો:

X=X₃એક્સ₂એક્સ₁એક્સ₀ અને Y=Y₃વાય₂વાય₁વાય.

જો તમામ બિટ્સ બિટવાઇઝ સમાન હોય તો તેઓ મૂલ્યમાં સમાન ગણવામાં આવે છે:

1101=1101 => X=Y.

જો ઓછામાં ઓછું એક બીટ અલગ હોય, તો સંખ્યાઓ સમાન નથી. સૌથી નોંધપાત્ર બીટથી શરૂ કરીને, બીટવાઇઝ સરખામણી દ્વારા મોટી સંખ્યા નક્કી કરવામાં આવે છે:

• 1101>101 - અહીં X નો પહેલો બીટ Y ના પહેલા બીટ કરતા મોટો છે અને X>Y;
• 1101>101 - પ્રથમ બિટ્સ સમાન છે, પરંતુ X નો બીજો બીટ મોટો છે અને X>Y;
• 111<1110 - Y પાસે મોટો ત્રીજો બીટ છે, અને Xના સૌથી ઓછા નોંધપાત્ર અંકનું મોટું મૂલ્ય કોઈ વાંધો નથી, X<Y.

આવી સરખામણીનો અમલ મૂળભૂત તત્વો AND-NOT, OR-NOT ના તર્ક સર્કિટ પર બનાવી શકાય છે, પરંતુ તૈયાર ઉત્પાદનોનો ઉપયોગ કરવો વધુ સરળ છે. ઉદાહરણ તરીકે, 4063 (CMOS), 7485 (TTL), ઘરેલું K564IP2 અને માઇક્રોસર્કિટ્સની અન્ય શ્રેણી. તેઓ ડેટા અને કંટ્રોલ ઇનપુટ્સની અનુરૂપ સંખ્યા સાથે 2-8 બીટ તુલનાત્મક છે. મોટા ભાગના કિસ્સાઓમાં, ડિજિટલ તુલનાકારો પાસે 3 આઉટપુટ છે:

• વધુ;
• ઓછું;
• બરાબર

એનાલોગ ઉપકરણોથી વિપરીત, દ્વિસંગી તુલનાકારો સાથે, ઇનપુટ્સ પર સમાનતા એ અનિચ્છનીય પરિસ્થિતિ નથી અને તેને ટાળવાનો પ્રયાસ કરવામાં આવતો નથી.

બુલિયન બીજગણિત ફંક્શનનો ઉપયોગ કરીને આવા ઉપકરણને પ્રોગ્રામેટિક રીતે બનાવવામાં પણ સરળ છે.બીજો વિકલ્પ - ઘણા માઇક્રોકન્ટ્રોલર્સમાં અલગ બાહ્ય આઉટપુટ સાથે "ઓન બોર્ડ" એનાલોગ તુલનાત્મક હોય છે, જે આંતરિક સર્કિટ સાથે 0 અથવા 1 ના સ્વરૂપમાં બે મૂલ્યોની તુલના કરીને તૈયાર પરિણામ આપે છે. આ નાની કમ્પ્યુટિંગ સિસ્ટમ્સના સંસાધનને બચાવે છે. .

વોલ્ટેજ કમ્પેરેટર ક્યાં વપરાય છે?

તુલનાકારનો અવકાશ વિશાળ છે. તેના પર, ઉદાહરણ તરીકે, તમે થ્રેશોલ્ડ રિલે બનાવી શકો છો. આ કરવા માટે, તમારે સેન્સરની જરૂર છે જે કોઈપણ મૂલ્યને વોલ્ટેજમાં રૂપાંતરિત કરે છે. આ મૂલ્ય આ હોઈ શકે છે:

• પ્રકાશ સ્તર;
• અવાજ સ્તર;
• જહાજ અથવા જળાશયમાં પ્રવાહીનું સ્તર;
• કોઈપણ અન્ય મૂલ્યો.

પોટેન્ટિઓમીટરનો ઉપયોગ તુલનાકારના ટ્રિગર સ્તરને સેટ કરવા માટે થઈ શકે છે. કી દ્વારા આઉટપુટ સિગ્નલ સૂચક અથવા એક્ટ્યુએટરને આપવામાં આવે છે.

જો તમે હિસ્ટેરેસિસમાં વધારો કરો છો, તો તુલનાત્મક શ્મિટ ટ્રિગર તરીકે કામ કરી શકે છે. જ્યારે ધીમે ધીમે બદલાતા વોલ્ટેજ ઇનપુટ પર લાગુ થાય છે, ત્યારે આઉટપુટ હશે સ્વતંત્ર સંકેત સીધા મોરચા સાથે.

બે તત્વોને બે-થ્રેશોલ્ડ કમ્પેરેટર અથવા વિન્ડો કમ્પેરેટર બનાવવા માટે જોડી શકાય છે.

અહીં, દરેક તુલનાકાર માટે થ્રેશોલ્ડ વોલ્ટેજ અલગથી સેટ કરવામાં આવે છે - સીધા ઇનપુટ પર ઉપલા એક માટે, વિપરીત એક પર નીચલા માટે. મફત ઇનપુટ્સ જોડવામાં આવે છે, તેઓ માપેલા વોલ્ટેજ સાથે પૂરા પાડવામાં આવે છે. આઉટપુટ "માઉન્ટિંગ OR" યોજના અનુસાર જોડાયેલા છે. જ્યારે વોલ્ટેજ સેટ અપર અથવા નીચલી મર્યાદાની બહાર જાય છે, ત્યારે તુલનાત્મકમાંથી એક આઉટપુટ પર ઉચ્ચ સ્તરનું ઉત્પાદન કરે છે.

મલ્ટિલેવલ કમ્પેરેટર અનેક તત્વોમાંથી એસેમ્બલ કરવામાં આવે છે, જેનો ઉપયોગ રેખીય વોલ્ટેજ સૂચક તરીકે અથવા વોલ્ટેજમાં રૂપાંતરિત મૂલ્ય તરીકે થઈ શકે છે. ચાર સ્તરો માટે, યોજના નીચે મુજબ હશે:

આ સર્કિટમાં, દરેક તત્વના ઇનપુટ પર સંદર્ભ વોલ્ટેજ લાગુ કરવામાં આવે છે. ઇન્વર્ટિંગ ઇનપુટ્સ એકસાથે જોડાયેલા છે, તેઓ માપેલા સિગ્નલ મેળવે છે. જ્યારે ટ્રિગર લેવલ પર પહોંચી જાય છે, ત્યારે સંબંધિત LED લાઇટ થાય છે. જો રેડિયેટિંગ તત્વો એક લીટીમાં ગોઠવાયેલા હોય, તો એક લાઇટ સ્ટ્રીપ પ્રાપ્ત થશે, જેની લંબાઈ લાગુ વોલ્ટેજના સ્તર અનુસાર બદલાય છે.

સમાન સર્કિટનો ઉપયોગ એનાલોગ-ટુ-ડિજિટલ કન્વર્ટર (ADC) તરીકે થઈ શકે છે. તે ઇનપુટ વોલ્ટેજને અનુરૂપ બાઈનરી કોડમાં રૂપાંતરિત કરે છે. એડીસીમાં જેટલા વધુ તત્વો સમાવવામાં આવેલ છે, તેટલી વધુ બીટ ઊંડાઈ, વધુ સચોટ રૂપાંતરણ. વ્યવહારમાં, લાઇન કોડ વાપરવા માટે અસુવિધાજનક છે, અને તે એન્કોડરનો ઉપયોગ કરીને પરિચિત કોડમાં રૂપાંતરિત થાય છે. એન્કોડર લોજિકલ તત્વો પર બાંધવામાં આવી શકે છે, તૈયાર માઇક્રોસર્ક્યુટનો ઉપયોગ કરી શકાય છે અથવા યોગ્ય ફર્મવેર સાથે ROM નો ઉપયોગ કરી શકાય છે.

વ્યાવસાયિક અને કલાપ્રેમી સર્કિટરીમાં તુલનાકારોનો અવકાશ વૈવિધ્યસભર છે. આ તત્વોનો યોગ્ય ઉપયોગ સમસ્યાઓની વિશાળ શ્રેણીને હલ કરવાની મંજૂરી આપે છે.

સમાન લેખો: