Comparatore e OpAmp sono uguali?

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Questo è un sito che si occupa di elettronica ed essa, prima che essere digitale, è stata analogica. Ed è questo il motivo per cui, senza conoscerla, è impossibile ideare, progettare, programmare o realizzare correttamente il vostro sistema. Quanti di voi possono dire di conoscerla bene? Quanti di voi fanno confusione tra un comparatore ed un amplificatore operazionale? In questo articolo approfondiremo proprio questo delicato tema di elettronica analogica per toglierci tutti i dubbi. Amplificatori operazionali e comparatori sono molto diversi tra loro, non foss'altro che per la ragione specifica del loro funzionamento, ed è per questo motivo che oggi li approfondiamo singolarmente per poi arrivare a confrontarli direttamente tra loro. Scopriremo che sono molto differenti e che far confusione non è soltanto sbagliato ma anche dannoso per il progetto.

Comparatore di tensione

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Figura 1: Comparatore di tensione

Il comparatore (figura 1) è un tipo di circuito elettronico utilizzato da diverso tempo sia in ambito digitale sia in ambito analogico. Il suo scopo è quello di comparare due valori di tensione e proporre in uscita un segnale digitale che indichi quale dei due è più grande dell'altro. Il dispositivo è dotato di due ingressi, che chiameremo V+ e V-, e di una sola uscita che si porta:

  • al valore logico alto, quindi “1”, nel caso in cui V+>V-;
  • al valore logico basso, quindi “0”, nel caso in cui V+<V-.

Un comparatore, di fatto, è costituito da un amplificatore differenziale con un guadagno estremamente elevato e sono dispositivi che di solito vengono impiegati per la misura e la digitalizzazione di segnali analogici. La tensione differenziale deve assumere valori che sono compresi all'interno dei limiti specifici che sono indicati dal costruttore. Alcune famiglie, tra le più datate, come l'LM111 e l'LM119, avevano limiti nei valori di tensione differenziale molto inferiori alle alimentazioni. Una delle sfide progettuali più importanti che gli ingegneri sono stati chiamati a risolvere è stata il raggiungimento del cosiddetto “Rail-to-Rail”, ovvero l'escursione “completa” del segnale d'uscita nell'intervallo dei valori della tensione di alimentazione. Per chiarirci, le due famiglie citate avevano valori d'uscita comprese tra ±15 V mentre le alimentazioni si riferivano ad un valore di 36 V. Potremmo pensare [...]

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  1. Maurizio Maurizio 11 maggio 2016

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