Dlaczego wzmacniacz różniczkujący nosi taką nazwę i jak działa w układzie komparatora?

dlaczego wzmacniacz różniczkujący jest tak nazywany.

Update:
post 3 nowe pytanie

Bo różniczkuje

Po mojemy: ten wzmacniacz wykonuje operację na przebiegu elektrycznym (napięcie) odpowiadającą matematycznemu różniczkowaniu.
Inaczej:
Na wejście podajemy sygnał, a na wyjściu otrzymujemy ten sygnał zróżniczkowany.
http://ket5.tuniv.szczecin.pl/to/wzmacniacze/wzmrozn.html

mniejsza z tym wzmacniaczem, a może mi ktoś powiedzeć jak działa komparator napięc. Wiem że porównuje napięcia ale np jesłi na wejściu Uwe podamy napięcie 5.6v a na Uref podamy 4.3v to co uzyskamy na wyjściu

Cytat:

http://www.republika.pl/wzmacniaczeoperacyjne/analogowe_komparatory.htm

Istnieje taka mało popularna strona www.google.pl - gdybyś miał ewentualne kłopoty z obsługą napisz . Sorki, żarty na bok, ale to są naprawdę baaaardzo popularne i łatwe do znalezienia tematy.

na tą stronkę też trafiłem ale może powiesz mi jeśli u Uwe=5.4 a Uref=5.6 to co będzie na wyjsciu

Komparator jest szybkim wzmacniaczem różnicowym o bardzo dużym wzmocnieniu np. 15000-20000.

Napięcie wyjściowe jest dane wzorkiem

Uwy=(Up-Um)*Ku

Up - napięcie na wejściu nieodwracającym (+)
Um - napięcie na wejściu odwracającym (-)
Ku - wzmocnienie w V/V

Ze względów technicznych napięcie wyjściowe może się
zmieniać w zakresie napięć zasilania komparatora lub mniejszym.
Tak więc powyższe równanie jest prawdziwe tylko w pewnym zakresie
różnicy napięć wejściowych.

Zwykle taki układ ma jakieś maksymalne napięcie wyjściowe Uwymax i jakieś minimalne napięcie wyjściowe Uwymin, tak więc w rzeczywistym układzie jest tak.

Ur=Up-Um - wejściowe napięcie różnicowe


Uwy=Uwymax gdy Ur*Ku>Uwymax

Uwy=Ur*Ku gdy Uwymin < Ur*Ku < Uwymax <- zakres przejściowy

Uwy=Uwymin gdy Ur*Ku<Uwymin

Ze względu na duże wzmocnienie zakres przejściowy jest bardzo wąski (kilka mV), przykładowo

Uwymin=-13V
Uwymax=13V
Ku=20000

zakres przejściowy wynosi:

(Uwymax-Uwymin)/Ku=26/20000 =1.3 mV

czyli tylko dla napięć różnicowych z zakresu +/- 0.65 mV wzmacniacz pracuje liniowo, dla napięć większych pracuje w nasyceniu i daje maksymalne lub minimalne napięcie wyjściowe.

Jako komparatora można użyć zwykłego wzmacniacza operacyjnego ale tylko w zastosowaniach gdzie nie wymagana jest duża szybkość (ograniczeniem jest szybkość zmian napięcia wyjściowego tzw. slew rate)

Powyższy opis dotyczy idealnego komparatora. W przypadkach rzeczywistych w układzie występują różne zjawiska niekorzystn fałszujące wynik porównania:

- niezerowe prądy wejściowe komparatora, które powodują przesunięcie napięć wejściowych zależnie od tego przez jaką rezystancję sterujemy te wejścia

- napięcie błędu wynikające z asymetrii wzmacniacza różnicowego powodujące, że przełączanie nie następuje symetrycznie względem punktu Ur=0 a jest przesunięte względem niego o kilka mV.

Zwykle powyższe problemy są ważne przy bardzo precyzyjnych porównaniach.

przeważnie ale nie zawsze na wyjściu komparatora jest tranzystor w układzie otwartego kolektora, który polaryzuje się zewnętrznym rezystorem podłączonym do jakiegoś napięcia dodatniego (z zakresu bezpiecznego dla komparatora).

W powyższym przypadku tranzystor przewodzi gdy (pomijając zakres przejściowy) Up > Um co daje stan niski na wyjściu.\

Gdy Up<Um tranzystor nie przewodzi i na wyjściu jest stan wysoki.

a jak obliczyć ku gdy jes nie podane

Ku bierzesz z katalogu, w którym jest opisany konkretny układ komparatora.

Przykładowe komparatory to

- pojedyńcze

LM111 (są wersje LM211 i LM311 różniące się głównie zakresem temperatur roboczych)
Ku=200 V/mV (200000 V/V)

Karta katalogowa: http://www.ensc.sfu.ca/reference/data-sheets/LM311.PDF


- podwójne

LM319 (LM119,LM219)

Ku=40 V/mV (40000 V/V)

Karta katalogowa: http://www.fairchildsemi.com/ds/LM%2FLM319.pdf

- poczwórne

LM 339

Ku=200 V/mV (200000 V/V)

Karta katalogowa: http://www.onsemi.com/pub/Collateral/LM339-D.PDF