Marco teórico
Los comparadores monolíticos tienen una estructura similar a
los amplificadores operacionales, excepto que utilizan algunas técnicas
diferentes en los circuitos, las cuales mejoran la velocidad y facilitan la
interfaz de salida para hacerlo compatible con otros circuitos.
Un parametro importante de
un comparador es su respuesta temporal definida como el tiempo necesario en alcanzar el 50% del nivel de salida
cuando se aplica un escalón a la entrada.
Los comparadores típicos tienen tiempos que
varían entre 50 y 200ns.
Sin embargo, los convertidores A/D, como por ejemplo
los convertidores flash, precisan de comparadores de muy alta velocidad
con tiempos de respuesta del
orden de 10ns.
Tales circuitos se pueden lograr
usando configuraciones basadas en las familias lógicas ECL y
Schottky TTL.
Por último, ciertos comparadores
monolíticos tienen incorporados líneas de strobing a la
entrada para habilitar/deshabilitar el dispositivo y biestables a la salida
para retener el resultado de la última comparación.
Estas aplicaciones son muy útiles en
determinados convertidores A/D y en interfaces con microcomputadores
La serie 311 de National Semiconductor es una de las familias
mas populares en comparadores integrados.
Puede operar con tensiones duales de ±15 V o con
tensión simple de +5 V y la salida es en colector abierto
con tensiones de alimentación independientes paraseleccionar
los niveles de tensión de salida.
Posee ademas un circuito de protección
que limitan la intensidad maxima de salida a 50mA. Las
correcciones de offset se puede realizar mediante un potenciómetro variable
conectado a las entradas 5 y 6, similar a la técnica utilizada en amplificadores
operacionales.
Tiene un rango de temperatura de 0°C a +70°C.
Opera con 5V.
Corriente de entrada: 150 nA max. sobre temperatura.
Corriente de compensación: 20 nA max. sobre temperatura.
Rango de tensión de entrada diferencial: ±30V.
Consumo de poder: 135 MW a ±15V
Imax= 50mA pueden excitar directamente un
relé.
Requiere resistencia
de pull-up.
Salida en colector abierto para poder ajustar
la tensión de salida.
Puede atacar cargas conectadas a GND, VCC+ o VCC –.
Practica
En ésta practica se conectaron dos Tl081 y un lm311 (lp311 en
simulación de proteus) para poder ver el funcionamiento del comparador de
voltaje (lm311).
Material
2 tl081
1 lm311
Potenciómetro de 100k
Capacitor 39 nF
Resistencias: 4.7K, 10K, 15K
Fuente de poder dual (15V,-15V)
1Osiloscopio
Generador de funciones
Antes de mostrar el circuito hecho físicamente, se mostrara la
simulación en el programa de diseño de circuitos
'Proteus'.
Figura .1 Simulación del circuito en Proteus.
En la figura 1.1 se muestra como debe de ir conectado el
circuito con cada uno de sus elementos.
Conectados de esta manera los dos tl081estaran conectados pero cada uno
mostrara una señal diferente por cómo estan
configurados en este circuito.
Figura 1.2 Onda triangular o diente sierra.
Como se muestra en la figura1.2, el tl081 conectado en ésta
configuración nos da una señal triangular.
Figura1.3 Onda cuadrada
En la figura 1.3 podemos observar otra configuración del tl081, la cual
nos arroja una onda cuadrada.
Esto también sucede ya que estan conectados y se estan
retroalimentando entre ellos, como se puede observar en la
figura1.1.
Figura 1.4 Comparador de voltaje
En la figura 1.4 se muestra el funcionamiento del lm311(lp311 en proteus) en el
osciloscopio, esto sucede ya que su función es de comparador de voltaje
por lo cual esta haciendo comparación de un voltaje de entrada y
un voltaje de referencia que a su vez esta afectando la salida del
mismo; la onda senoidal que se observa en la imagen es la onda que arroja
nuestro generador de señales la cual es censada por el lm311 en
referencia de las ondas producidas por uno de los tl081.
La función del
potenciómetro en este circuito es el variar la frecuencia y la pendiente
de las ondas de salida de cada uno de los amplificadores operacionales, por lo
cual el comparador de voltaje cambia su tamaño.
A continuación se mostraran imagenes de la practica
realizada físicamente comprobando el funcionamiento del circuito.
Practica física:
