مساحة المقالات

المُقارنات Comparators

من المرغوب أحياناً معرفة متى تزيد إشارة ما عن مستوى محدد مسبقاً أو معرفة أي من الإشارتين أكبر من الأخرى، ويمكن تصميم دارات بسيطة بواسطة مضخم العمليات للقيام بهذا العمل، إذ ينتقل جهد الخرج في دارة المقارن غير العاكس من الصفر إلى قيمة عالية(high) تساوي تقريباً جهد الإشباع الموجب عندما يصبح جهد الدخل أكبر من الجهد المرجعي المطبق على المدخل العاكس للمقارن .أما في دارة المقارن العاكس فإن الخرج ينتقل إلى الصفرعندما يكون جهد الدخل أكبر من الجهد المرجعي المطبق على المدخل غير العاكس، وطبعاً يكون الخرج على حالة (high) إذا كان الجهد المرجعي أكبر من جهد الدخل . في الدارة العملية (على يمين الرسم) يستخدم مقسم جهد لضبط الجهد المرجعي على القيمة المرغوبة.
0111
[divider]
توجد طريقة أكثر استخداماً لمقارنة إشارتين أو جهدين وهي استخدام دارات متكاملة خاصة تسمى مقارنات (comparator ICs) والمقارن له مثل مضخم العمليات مدخل عاكس ومدخل غير عاكس وطرف خرج وأطراف لوصل جهد التغذية، ورمزه يشبه رمز مضخم العمليات، إلا أن المقارنات غير معوّضة ترددياً ولذلك لا يمكن استخدامها كمضخمات خطية، والمقارنات لا تستخدم التغذية العكسية السالبة نهائياً (بل تستخدم التغذية الموجبة). إذا استخدمت التغذية العكسية السالبة في دارة المقارن فإن مميزة خرجه ستكون غير مستقرة.
يتم تصميم المقارنات بشكل خاص من أجل التبديل السريع في الخرج من حالة إلى حالة، وتمتاز بعامل أو معدل تباطؤ أكبر بكثير من مضخمات العمليات العادية، كما أن تأخير الانتشار عبرها أصغر مما هو عليه في مضخمات العمليات العادية. هناك فرق آخر بين المقارنات ومضخمات العمليات يتعلق بدارة الخرج، فدارة الخرج في مضخمات العمليات هي مرحلة دفع-جذب، أما دارة الخرج في المقارن فهي عبارة عن ترانزستور داخلي مجمعه موصول مع الخرج وباعثه مؤرض، فعندما يكون جهد الطرف غير العاكس في المقارن أقل جاذبية من جهد الطرف العاكس فإن ترانزستور الخرج ينتقل إلى حالة (on) مؤرضاً مع الخرج، أما عندما نجعل الطرف غير العاكس أكثر إيجابية من الطرف العاكس فإن ترانزستور الخرج يكون في حالة قطع (off)، ولكي نجعل جهد خرج المقارن في حالة (high) (عندما يكون+V- > V) توصل مقاومة شد (Pull-up resistor) خارجية بين خرج المقلرن وموجب التغذية .
تعمل مقاومة الشد في دارة المقارن كعمل مقاومة المجمع في دارة المضخم الترانزستوري، ويجب أن تكون مقاومة الشد الخارجية كبيرة بقدر كافٍ لتجنب التبديد الزائد للاستطاعة، وكذلك يجب أن تكون صغيرة إلى درجة كافية لتأمين تيار القيادة اللازم لدارة الحمل التي توصل إلى خرج المقارن، وتتراوح القيم النموذجية لمقاومات الشد بين بضعة مئات وبضعة آلاف الأومات، ويتأرجح خرج الدارتين التاليتين حسب مجالات المداخل بين( 0V– 5V ) .
0111
تستخدم المقارنات عادة في عمليات التحويل التشابهي إلى رقمي، وقد يكون التطبيق النموذجي للمقارن هو وصل حساس مغناطيسي أو ديود ضوئي إلى دخل المقارن (مع وجود جهد مجعي على المدخل الآخر) وجعل الحساس يقود خرج المقارن إلى حالات (low) أو (high) المناسبة لقيادة دارات منطقية .

مقالات ذات صلة

زر الذهاب إلى الأعلى