একটি ভোল্টেজ তুলনাকারী কি এবং এটি কি জন্য?

ইলেকট্রনিক সার্কিট ডিজাইন করার সময়, প্রায়ই দুটি ভোল্টেজের স্তর তুলনা করা প্রয়োজন। এই জন্য, একটি তুলনাকারীর মতো একটি ডিভাইস ব্যবহার করা হয়। নোডের নামটি ল্যাটিন কম্পারেয়ারে ফিরে যায়, বা, বরং, তুলনা করতে - তুলনা করার জন্য ইংরেজিতে।

একটি ভোল্টেজ তুলনাকারী কি?

সাধারণ ক্ষেত্রে, একটি তুলনাকারী এমন একটি ডিভাইস যা তুলনামূলক মান (ভোল্টেজ) সরবরাহ করার জন্য দুটি ইনপুট এবং তুলনার ফলাফলের জন্য একটি আউটপুট রয়েছে। তুলনাকারীর তুলনামূলক পরামিতি সরবরাহ করার জন্য দুটি ইনপুট রয়েছে - সরাসরি এবং বিপরীত। আউটপুটটি একটি লজিক্যাল ইউনিটে সেট করা হয় যখন সরাসরি ইনপুটের ভোল্টেজ বিপরীত এককে অতিক্রম করে এবং শূন্য - যদি বিপরীত হয়। যদি, বিপরীত এবং সরাসরি ইনপুটের মধ্যে একটি ইতিবাচক পার্থক্য সহ, একটি সেট করা হয়, এবং বিপরীত পরিস্থিতিতে - শূন্য, তাহলে এই ধরনের তুলনাকারীকে ইনভার্টিং বলা হয়।

তুলনাকারীর অপারেশন নীতি

এটি একটি তুলনাকারী নির্মাণ সুবিধাজনক কর্মক্ষম পরিবর্ধক (OU)।এর জন্য, এর বৈশিষ্ট্যগুলি সরাসরি ব্যবহার করা হয়:

• প্রত্যক্ষ এবং ইনভার্টিং ইনপুটের মধ্যে সংকেত পার্থক্যের পরিবর্ধন;
• অসীম (অভ্যাসে - 10000 এবং তার উপরে থেকে) পরিবর্ধন ফ্যাক্টর।

একটি তুলনাকারী হিসাবে op-amp এর অপারেশন নিম্নলিখিত স্যুইচিং স্কিমের সাথে বিবেচনা করা যেতে পারে:

10000 লাভ সহ একটি op-amp হতে দিন, সরবরাহ ভোল্টেজ বাইপোলার, + 5 V এবং বিয়োগ 5 V। বিভাজক ইনভার্টিং ইনপুটে, রেফারেন্স লেভেল ঠিক 0 ভোল্টে সেট করা হয়, সরাসরি ইনপুটে, পোটেনটিওমিটার স্লাইডার থেকে মাইনাস 5 ভোল্ট সরানো হয়। কর্মক্ষম পরিবর্ধক 10,000 বার পার্থক্য প্রসারিত করা উচিত, তাত্ত্বিকভাবে, আউটপুটে বিয়োগ 50,000 ভোল্টের একটি ভোল্টেজ উপস্থিত হওয়া উচিত। কিন্তু ওপ্যাম্পে এই ধরনের ভোল্টেজ নেওয়ার জায়গা নেই এবং এটি সর্বোচ্চ সম্ভব তৈরি করে - সরবরাহ ভোল্টেজ, বিয়োগ 5 ভোল্ট।

আপনি যদি সরাসরি ইনপুটে ভোল্টেজ বাড়ানো শুরু করেন, op amp ইনপুটগুলির মধ্যে ভোল্টেজের পার্থক্য সেট করার চেষ্টা করবে, 10000 দ্বারা গুণ করে। এটি সফল হবে যখন ইনপুট ভোল্টেজ শূন্যের কাছাকাছি পৌঁছে এবং প্রায় মাইনাস 0.0005 V হয়ে যায়। আরও বৃদ্ধির সাথে ধনাত্মক ইনপুটে ইনপুট ভোল্টেজ, আউটপুট শূন্য এবং তার উপরে উঠবে এবং +0.0005 ভোল্টের ভোল্টেজে এটি +5 V হয়ে যাবে এবং আরও বাড়বে না - কোথাও নেই। এইভাবে, যখন ইনপুট ভোল্টেজ শূন্য স্তর অতিক্রম করে (আরো স্পষ্টভাবে, মাইনাস 0.0005 ভোল্ট - + 0.0005), আউটপুট ভোল্টেজ মাইনাস 5 ভোল্ট থেকে +5 ভোল্টে লাফিয়ে যাবে। অন্য কথায়, যতক্ষণ না ডাইরেক্ট ইনপুটে ভোল্টেজ ইনভার্টিং ইনপুটের চেয়ে কম থাকে, ততক্ষণ তুলনাকারী আউটপুট শূন্যতে সেট করা থাকে। উচ্চতর হলে - এক.

আগ্রহের বিষয় হল ইনপুটগুলিতে বিয়োগ 0.0005 ভোল্ট থেকে + 0.0005 পর্যন্ত স্তরের পার্থক্যের বিভাগ৷তাত্ত্বিকভাবে, যখন এটি পাস হয়, তখন ঋণাত্মক থেকে ধনাত্মক সরবরাহ ভোল্টেজের একটি মসৃণ বৃদ্ধি হবে। অনুশীলনে, এই পরিসরটি খুব সংকীর্ণ, এবং হস্তক্ষেপ, হস্তক্ষেপ, সরবরাহ ভোল্টেজের অস্থিরতা ইত্যাদির কারণে। ইনপুটগুলিতে ভোল্টেজের আনুমানিক সমতা সহ, উভয় দিকের তুলনাকারীর একটি বিশৃঙ্খল অপারেশন ঘটবে। অপ-অ্যাম্পের লাভ যত কম হবে, অস্থিরতার এই উইন্ডোটি ততই প্রশস্ত হবে। যদি তুলনাকারী অ্যাকচুয়েটরকে নিয়ন্ত্রণ করে, তবে এটি সময়মতো কাজ করতে পারে (রিলেতে ক্লিক করা, ভালভকে স্ল্যাম করা ইত্যাদি), যা এটির যান্ত্রিক ব্যর্থতা বা অতিরিক্ত গরম হতে পারে।

এটি এড়াতে, ড্যাশড লাইন দ্বারা নির্দেশিত প্রতিরোধক চালু করে একটি অগভীর ইতিবাচক প্রতিক্রিয়া তৈরি করা হয়। এটি একটি সামান্য হিস্টেরেসিস তৈরি করে, সুইচিং থ্রেশহোল্ডগুলিকে স্থানান্তরিত করে যখন ভোল্টেজটি রেফারেন্সের সাপেক্ষে উপরে এবং নীচে যায়। উদাহরণস্বরূপ, তুলনাকারী 0.1 ভোল্টে এবং ঠিক শূন্যে নিচের দিকে সুইচ করবে (প্রতিক্রিয়ার গভীরতার উপর নির্ভর করে)। এটি অস্থিরতা উইন্ডো দূর করবে। এই প্রতিরোধকের মান কয়েকশ কিলো-ওহম থেকে কয়েক মেগা-ওহম পর্যন্ত হতে পারে। প্রতিরোধ যত কম হবে, থ্রেশহোল্ডের মধ্যে পার্থক্য তত বেশি হবে।

এছাড়াও বিশেষায়িত তুলনাকারী আইসি রয়েছে। উদাহরণস্বরূপ, LM393। এই ধরনের মাইক্রোসার্কিটগুলিতে, একটি উচ্চ-গতির কর্মক্ষম পরিবর্ধক (বা একাধিক), একটি অন্তর্নির্মিত বিভাজক ইনস্টল করা যেতে পারে যা একটি রেফারেন্স ভোল্টেজ তৈরি করে। সাধারণ উদ্দেশ্য op amps-এ নির্মিত এই ধরনের তুলনাকারী এবং ডিভাইসগুলির মধ্যে আরেকটি পার্থক্য হল যে তাদের অনেকের জন্য একটি ইউনিপোলার পাওয়ার সাপ্লাই প্রয়োজন। বেশিরভাগ opamps বাইপোলার ভোল্টেজ প্রয়োজন। ডিভাইসের বিকাশের সময় মাইক্রোসার্কিটের ধরণের পছন্দ করা হয়।

ডিজিটাল তুলনাকারীদের বৈশিষ্ট্য

তুলনাকারীদের ডিজিটাল প্রযুক্তিতেও ব্যবহার করা হয়, যদিও এটি প্রথম নজরে, প্যারাডক্সিক্যাল শোনায়। সব পরে, শুধুমাত্র দুটি ভোল্টেজ স্তর আছে - এক এবং শূন্য। এবং তাদের তুলনা করা অর্থহীন। কিন্তু আপনি দুটি বাইনারি সংখ্যার তুলনা করতে পারেন, যা যেকোনো এনালগ মান (ভোল্টেজ সহ) রূপান্তরিত হতে পারে।

বিটগুলিতে একই দৈর্ঘ্যের দুটি বাইনারি শব্দ থাকুক:

X=X₃এক্স₂এক্স₁এক্স₀ এবং Y=Y₃Y₂Y₁Y.

যদি সমস্ত বিট বিটওয়াইসে সমান হয় তবে সেগুলিকে সমান মান হিসাবে বিবেচনা করা হয়:

1101=1101 => X=Y.

যদি অন্তত এক বিট ভিন্ন হয়, তাহলে সংখ্যা সমান নয়। বৃহত্তর সংখ্যা একটি বিটওয়াইজ তুলনা দ্বারা নির্ধারিত হয়, সবচেয়ে উল্লেখযোগ্য বিট দিয়ে শুরু করে:

• 1101>101 - এখানে X এর প্রথম বিটটি Y এর প্রথম বিটের চেয়ে বড় এবং X>Y;
• 1101>101 - প্রথম বিট সমান, কিন্তু X-এর দ্বিতীয় বিটটি বড় এবং X>Y;
• 111<1110 - Y এর একটি বৃহত্তর তৃতীয় বিট আছে, এবং X এর ন্যূনতম তাৎপর্যপূর্ণ সংখ্যার বড় মান কোন ব্যাপার নয়, X<Y।

এই ধরনের তুলনার বাস্তবায়ন মৌলিক উপাদান AND-NOT, OR-NOT এর লজিক সার্কিটে তৈরি করা যেতে পারে, তবে সমাপ্ত পণ্য ব্যবহার করা সহজ। উদাহরণস্বরূপ, 4063 (CMOS), 7485 (TTL), ঘরোয়া K564IP2 এবং মাইক্রোসার্কিটের অন্যান্য সিরিজ। তারা 2-8 বিট তুলনাকারী তথ্য এবং নিয়ন্ত্রণ ইনপুট একটি সংশ্লিষ্ট সংখ্যা সঙ্গে. বেশিরভাগ ক্ষেত্রে, ডিজিটাল তুলনাকারীদের 3টি আউটপুট থাকে:

• আরো
• কম
• সমান

এনালগ ডিভাইসের বিপরীতে, বাইনারি তুলনাকারীদের সাথে, ইনপুটগুলিতে সমতা একটি অবাঞ্ছিত পরিস্থিতি নয় এবং এড়ানোর চেষ্টা করা হয় না।

বুলিয়ান বীজগণিত ফাংশন ব্যবহার করে প্রোগ্রামেটিকভাবে এই জাতীয় ডিভাইস তৈরি করাও সহজ।আরেকটি বিকল্প - অনেক মাইক্রোকন্ট্রোলারের আলাদা বাহ্যিক আউটপুট সহ "অন বোর্ড" অ্যানালগ তুলনাকারী থাকে, যা অভ্যন্তরীণ সার্কিটের সাথে 0 বা 1 আকারে দুটি মান তুলনা করার জন্য একটি প্রস্তুত ফলাফল আউটপুট করে। এটি ছোট কম্পিউটিং সিস্টেমের সংস্থান সংরক্ষণ করে .

ভোল্টেজ তুলনাকারী কোথায় ব্যবহার করা হয়?

তুলনাকারীর পরিধি বিস্তৃত। এটিতে, উদাহরণস্বরূপ, আপনি একটি থ্রেশহোল্ড রিলে তৈরি করতে পারেন। এটি করার জন্য, আপনার একটি সেন্সর প্রয়োজন যা যেকোনো মানকে ভোল্টেজে রূপান্তর করে। এই মান হতে পারে:

• আলোকসজ্জা স্তর;
• শব্দ স্তর;
• একটি পাত্র বা জলাধারে তরল স্তর;
• অন্য কোনো মান।

কম্প্যারেটরের ট্রিগার লেভেল সেট করতে potentiometer ব্যবহার করা যেতে পারে। কী এর মাধ্যমে আউটপুট সংকেত নির্দেশক বা অ্যাকচুয়েটরকে দেওয়া হয়।

যদি আপনি হিস্টেরেসিস বৃদ্ধি করেন, তাহলে তুলনাকারী একটি স্মিট ট্রিগার হিসাবে কাজ করতে পারে। যখন একটি ধীরে ধীরে পরিবর্তনশীল ভোল্টেজ ইনপুটে প্রয়োগ করা হয়, তখন আউটপুট হবে পৃথক সংকেত খাড়া ফ্রন্ট সঙ্গে.

দুটি উপাদান দুটি-থ্রেশহোল্ড তুলনাকারী, বা একটি উইন্ডো তুলনাকারী তৈরি করতে সংযুক্ত করা যেতে পারে।

এখানে, থ্রেশহোল্ড ভোল্টেজ প্রতিটি তুলনাকারীর জন্য আলাদাভাবে সেট করা হয়েছে - সরাসরি ইনপুটে উপরেরটির জন্য, বিপরীতে নীচেরটির জন্য। বিনামূল্যে ইনপুট মিলিত হয়, তারা পরিমাপ ভোল্টেজ সঙ্গে সরবরাহ করা হয়। আউটপুট "মাউন্ট OR" স্কিম অনুযায়ী সংযুক্ত করা হয়। যখন ভোল্টেজ নির্ধারিত উপরের বা নিম্ন সীমার বাইরে চলে যায়, তখন তুলনাকারীদের মধ্যে একটি আউটপুটে উচ্চ স্তর তৈরি করে।

একটি মাল্টিলেভেল কম্প্যারেটর বিভিন্ন উপাদান থেকে একত্রিত হয়, যা একটি লিনিয়ার ভোল্টেজ নির্দেশক হিসাবে ব্যবহার করা যেতে পারে, বা একটি মান যা ভোল্টেজে রূপান্তরিত হয়। চারটি স্তরের জন্য, স্কিমটি নিম্নরূপ হবে:

এই সার্কিটে, প্রতিটি উপাদানের ইনপুটে একটি রেফারেন্স ভোল্টেজ প্রয়োগ করা হয়। ইনভার্টিং ইনপুটগুলি একসাথে সংযুক্ত থাকে, তারা পরিমাপ করা সংকেত পায়। ট্রিগার স্তরে পৌঁছে গেলে, সংশ্লিষ্ট LED লাইট আপ হয়। বিকিরণকারী উপাদানগুলিকে একটি লাইনে সাজানো থাকলে, একটি হালকা স্ট্রিপ পাওয়া যাবে, যার দৈর্ঘ্য প্রয়োগকৃত ভোল্টেজের স্তর অনুসারে পরিবর্তিত হয়।

একই সার্কিট একটি এনালগ-টু-ডিজিটাল রূপান্তরকারী (ADC) হিসাবে ব্যবহার করা যেতে পারে। এটি ইনপুট ভোল্টেজকে সংশ্লিষ্ট বাইনারি কোডে রূপান্তর করে। ADC-তে যত বেশি উপাদান অন্তর্ভুক্ত করা হয়, বিট গভীরতা তত বেশি, রূপান্তর তত বেশি সঠিক। অনুশীলনে, লাইন কোড ব্যবহার করা অসুবিধাজনক, এবং এটি একটি এনকোডার ব্যবহার করে একটি পরিচিত কোডে রূপান্তরিত হয়। এনকোডারটি যৌক্তিক উপাদানের উপর তৈরি করা যেতে পারে, একটি তৈরি মাইক্রোসার্কিট ব্যবহার করতে পারে বা উপযুক্ত ফার্মওয়্যার সহ একটি রম ব্যবহার করতে পারে।

পেশাদার এবং অপেশাদার সার্কিট্রিতে তুলনাকারীদের সুযোগ বৈচিত্র্যময়। এই উপাদানগুলির সঠিক ব্যবহার বিস্তৃত সমস্যার সমাধান করতে দেয়।

অনুরূপ নিবন্ধ: