Wie stellt man die Referenzspannung für einen Komparator ein?

Das ist eine interessante Schaltung; Anstatt eine einzelne Versorgungsspannung zu verwenden, wird eine doppelte Versorgung (positiv und negativ) verwendet, sodass der Ausgang des Komparators entweder ganz positiv (relativ zu 0 V) ​​schwingt und die grüne LED leuchtet, oder ganz negativ (wieder mit gegenüber 0v) und die rote LED leuchtet. Ohne die negative Versorgungsspannung könnte der Ausgang des Komparators nicht negativ werden.

Um dies klarer zu machen, habe ich zwei Spannungsquellen (6-V-Batterien) hinzugefügt, um zu zeigen, wie +Ve, -Ve und 0 V geliefert werden könnten. +Ve ist also +6 V und -Ve ist -6 V in Bezug auf Masse (0 V).

Außerdem wurden zwei Spannungsteiler verwendet; dies dient offensichtlich Demonstrationszwecken (z. B. einem Laborexperiment); Normalerweise könnte ein Spannungsteiler mit der - Seite des Komparators verbunden sein, und die + Seite würde von einer Spannung gespeist werden, die mit einem anderen Teil der Schaltung verbunden ist, der mit der Referenz verglichen werden soll.

In diesem Fall ist die – Seite mit einem Spannungsteiler verbunden, der aus einem festen Widerstand R4 und einem Potentiometer R3 besteht, so dass die – Spannung variiert werden kann, was bewirkt, dass der Komparator seinen Zustand ändert.

Während R1/R2 parallel zu R3/R4 liegen, haben sie keinen Einfluss aufeinander, da sie beide mit den gegenüberliegenden Schienen +Ve und –Ve verbunden sind und ihre Mittelpunkte isoliert sind (beide mit den hochohmigen Eingängen von verbunden). der Komparator.)

Die Spannung, die dem - Pin des Komparators zugeführt wird, wird sein

 (R3 / (R3 + R4)) * (+Ve - -Ve) + -Ve

und die Spannung, die dem + Pin zugeführt wird, wird sein

(R2 / (R1 + R2)) * (+Ve - -Ve) + -Ve

Nehmen wir als Beispiel an, R1 = 100 Ω und R2 = 300 Ω.

Die in den + Pin des Komparators eingespeiste Spannung wäre dann:

(300 / (100 + 300)) * (6 - (-6)) + (-6) = 3v

Ich denke, Ihre Verwirrung betrifft die Regel, dass "wenn Komponenten parallel sind, die Spannungen an ihnen gleich sind".

Betrachten wir die einfachste Parallelschaltung:

Die Widerstände R1 und R2 sind parallel.

Der Grund für die Regel ist, dass Potential (Spannung) eine Eigenschaft eines Knotens in einer Schaltung oder einer Position im Raum ist. Wenn wir ein geladenes Teilchen bei B haben und es nach A bewegen , müssen wir, egal wie wir zu A gelangen (entweder durch R1 oder R2), die gleiche Energiemenge hinzufügen, um dorthin zu gelangen, definiert durch die Potentialunterschied (Spannung) zwischen A und B .

Betrachten wir nun zwei Spannungsteiler parallel:

Jetzt ist die R1-R3-Kombination parallel zur R2-R4-Kombination.

Wenn wir ein geladenes Teilchen von B nach A bringen , ist es egal, welchen Weg wir nehmen, es benötigt immer die gleiche Energiemenge.

Aber das erzwingt keine Gleichheit zwischen den Potentialen an X und Y . Aus Sicht des elektrischen Potentials könnte X „10 % des Weges von A nach B “ und Y „90 % des Weges von A nach B “ betragen.

Nehmen wir zum Beispiel an, B liegt bei 0 V und A bei 100 V. Wenn R1 und R3 dann beide 50 Ohm haben, wissen wir aus der Spannungsteilerregel, dass X bei 50 V liegt. Dies hat keine Abhängigkeit von R2, R4 , oder die Spannung an Y .

Wenn R2 30 Ohm und R4 70 Ohm beträgt, sagt uns die Spannungsteilerregel, dass die Spannung an Y 70 V beträgt. Auch hier hängt es überhaupt nicht von R1, R3 oder der Spannung an X ab .

Lassen Sie mich zum Schluss noch eine andere Sache überprüfen, über die Sie vielleicht verwirrt sind. Hier nochmal dein Schema:

Beachten Sie, wo sich die beiden Linien treffen, und ich habe einen roten Kreis gesetzt. Am Schnittpunkt der beiden Linien befindet sich ein dicker "Punkt". Dieser Punkt zeigt an, dass die Drähte an diesem Schnittpunkt verbunden sind.

Beachten Sie die andere Stelle, an der sich zwei Linien treffen, und ich setze einen blauen Kreis. An dieser Kreuzung ist kein Punkt. Das bedeutet, dass die beiden Drähte dort nicht verbunden sind. Es gibt also keine Parallelschaltung zwischen den oberen beiden Widerständen. Die einzige parallele Verbindung besteht zwischen den Spannungsteilern als Ganzes (wie mein zweites Beispiel oben).

Ich denke, Sie werden durch die beiden Spannungsteiler verwirrt, die parallel über die Spannungsschienen +ve und -ve verlaufen.

Denken Sie daran, dass jeder Spannungsteiler aus einem Paar Widerständen in Reihe besteht. Es gibt zwei Spannungsteiler über den Schienen (und erscheinen daher parallel zu Ihnen), einfach weil die Quellenspannung für jeden Teiler (über +ve und -ve) gleich ist. Lassen Sie sich davon nicht verwirren. Viele Schaltungen haben normalerweise viele verschiedene Spannungsteiler, genau wie dieser. Sogar innerhalb des Operationsverstärkers selbst gibt es mehrere ähnliche Spannungsteiler (aus Widerständen in Reihe hergestellt), und diese Teiler befinden sich über den +ve- und -ve-Schienen, die in den Operationsverstärker gehen.

Dies ist nicht ungewöhnlich. Aber es ist auch keine Ausnahme von der Regel, wie Sie sagen.

Die Spannungsteiler bestehen weiterhin aus einem Paar Vorwiderständen. Es gibt nur zwei davon parallel.

R3 ist ein Potentiometer, während alle anderen Widerstände in der Schaltung einen festen Wert haben. R3 ist absichtlich variabel, sodass Sie die Spannung am negativen Eingang des Komparators so einstellen können, dass sie in die eine oder andere Richtung schwingt. Bei mehr negativem Potential am Eingang leuchtet die rote LED. Schwingen Sie positiver, die grüne LED leuchtet.