一般に、コンパレータは、電気コンパレータ、電子コンパレータ、機械コンパレータ、光学コンパレータ、シグマコンパレータ、空気コンパレータ、デジタルコンパレータなどのさまざまなタイプに分類されます。これらのコンパレータ回路は通常、電気およびエレクトロニクスプロジェクト。この記事では、コンパレータ回路としてオペアンプを使用する方法と、コンパレータ回路としてオペアンプの動作動作について説明します。しかし、主に、オペアンプとコンパレータ回路とは何かを知る必要があります。

オペアンプ

“単巻変圧器とは ”

図に、2つの入力端子で構成される高利得のDC結合電子電圧増幅器を示します。差動入力は、オペアンプの2つの入力端子（反転入力端子と非反転入力端子）に供給され、Vout端子に単一の出力電位を生成します。したがって、その２つの入力端子に供給される電位差は、増幅された出力を生成するために増幅される。この増幅された出力は、入力信号間の数十万倍の差に相当します。

アンプの出力は次のようになります。

Vout = AOL（V + --V-）

どこ、

AOLはアンプの開ループゲインです
V +はアンプの非反転入力です
V-はアンプの反転入力です

いろいろありますがオペアンプの種類、741オペアンプは、いくつかの電子回路のコンパレータ回路として頻繁に使用されます。

コンパレータ回路

2つの入力端子で構成され、基準入力信号が1つの端子に供給され、信号の実際の値が別の端子に供給されるデバイス。次に、２つの入力端子に供給される２つの入力信号の差に基づいて、出力信号が出力端子で生成される。この生成された出力信号は、0（低）または1（高）のいずれかです。

電気電子用語では、2つのアナログ入力端子に供給される2つの電圧信号または電流信号を比較するために使用されるデバイス。これにより、1つのバイナリデジタル出力信号を生成して、より大きな入力信号を示します。コンパレータ回路。

コンパレータ回路

上記のコンパレータ回路では、2つのアナログ入力端子はV +（Vin）とV-（Vref）として表されます。デジタル出力は出力端子V0（Vout）で生成されます。コンパレータ回路の出力信号は

V +> V-（VinがVrefより大きい）の場合、V0 = 1であり、
V +の場合

一般に、コンパレータは、弛緩発振器、アナログ-デジタルコンバータ（ADC）などのデバイス、およびアナログ信号の測定に使用されるデバイスで使用されます。コンパレータは高利得差動アンプで構成されており、コンパレータ回路としてオペアンプを使用できます。

コンパレータとしてのオペアンプ

741オペアンプは、多くの電子回路のコンパレータ回路として使用できる基本的なオペアンプです。たとえば、温度制御スイッチその後、温度に基づいて切り替え動作を行います。実際の温度値が事前設定された基準温度値を超えると、それに応じて温度センサーによって出力電圧（低または高）が生成されます。

基本的なコンパレータの配置を考えると、ノイズによる高周波電圧変動が発生します。この問題は、コンパレータ回路として特別に設計されたオペアンプの場合に考慮する必要があります。このノイズは、入力電圧信号と基準電圧信号が接近している場合に発生します。

コンパレータ回路としてのオペアンプ

高周波電圧の変動は、ノイズのランダムな性質が原因で発生します。これにより、入力信号電圧が基準電圧よりも大きくなったり低くなったりします。したがって、出力信号は最大電圧レベルと最小電圧レベルの間で振動します。この問題は、適用することで減らすことができますヒステリシス。正帰還を使用してオペアンプのコンパレータ回路にヒステリシスを適用することにより、シュミットトリガ回路構成のヒステリシスギャップを調整できます。この図は、ヒステリシスのあるコンパレータ回路としてのオペアンプを示しています。

コンパレータ回路の動作動作としてのオペアンプ

一般に、オペアンプの出力は、電源電位にほぼ等しい極限電圧に対して正および負に変動します。もしアンプの741 が+/- 18Vに接続されている場合、最大出力電圧は+/- 15Vとして与えられます。これは、オペアンプのオープンループゲインが非常に高いためです（10,000〜100万）。したがって、+ /-150マイクロボルトの電圧差が入力によって生成された場合、それは約100万倍に増幅され、出力は飽和状態になります。したがって、出力は最大値または最小値のままになります。

コンパレータ回路図としてのオペアンプ動作動作

計測器のコンパレータとしてオペアンプを使用している間、開ループを使用して2つの電圧を比較できます。したがって、入力電圧値と基準電圧値の差に応じて、出力Voutは最大高値または最小低値に等しくなります（入力電圧値は、マイクロ単位で基準電圧値よりも大きくなるか、または小さくなります）。ボルト）。

基準電圧はオペアンプの非反転入力端子に供給され、可変電圧はオペアンプの反転入力端子に供給されます。図に示すオペアンプのコンパレータ回路図を考えてみましょう。ピン2に供給される電圧がピン3に供給される基準電圧よりも大きい場合、出力電圧は低くなり、–Vsよりわずかに大きくなります。ピン2に供給される電圧がピン3に供給される基準電圧よりも低い場合、出力電圧は高くなり、+ Vsよりわずかに低くなります。

“全加算器への半加算器 ”

コンパレータ動作専用のオペアンプが多数あり、これらのオペアンプコンパレータ回路は高速比較に使用されます。これらのオペアンプコンパレータ回路の出力状態は、1マイクロ秒未満で変化します。ただし、これらの高速比較オペアンプコンパレータ回路は、比較速度によってはより多くの電力を消費します。比較の速度と消費電力量に基づいて、これらのコンパレータはさまざまなタイプに分類されます。特定のオペアンプコンパレータは、必要な速度や必要な速度に応じて、特定のアプリケーションに使用できます。消費電力。

実用的な電子回路のコンパレータとしてのオペアンプの応用

を使用した無線センサーネットワークに基づく土壌の温湿度監視システム Arduinoプロジェクトは、土壌水分量を感知することにより、ポンプモーターの切り替え操作（オンとオフ）を制御する自動灌漑システムを開発するために設計されています。

Edgefxkits.comによるArduinoを使用したワイヤレスセンサーネットワークに基づく土壌の温度湿度監視システム

検知装置は土壌の水分を検知し、適切な信号がArduinoボードに送信されます。これは、センシング装置とマイクロコントローラ間のインターフェースとして機能するコンパレータ回路としてオペアンプを使用して実現されます。感知装置から受信した信号に基づいて、ウォーターポンプが作動する。 LCDディスプレイは、土壌水分量とウォーターポンプの状態を表示するために使用されます。

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オペアンプがコンパレータ回路として使用されている組み込みシステムアプリケーションを知っていますか？