Neste post estaremos discutindo sobre o op-amp como um comparador.Já discutimos outras aplicações do op-amp em circuitos geradores de ondas retangulares como os multivibradores astable (ou free-running), os multivibradores monoestáveis (ou one-shot) e os multivibradores biestáveis (ou flip-flops).
Para obter uma melhor compreensão dos amplificadores operacionais clique aqui:- Amplificadores operacionais (Op-amp)
Op-amp Comparator
Um comparador encontra sua importância em circuitos onde dois sinais de tensão devem ser comparados e ser distinguidos nos quais é mais forte. Um comparador também é um circuito importante no projeto de geradores de forma de onda não-inusoidal como osciladores de relaxamento.
Em um op-amp com uma configuração de circuito aberto com um sinal diferencial ou de entrada única tem um valor maior que 0, o alto ganho que vai para o infinito conduz a saída do op-amp à saturação. Assim, um op-amp operando em configuração de circuito aberto terá uma saída que vai para saturação positiva ou nível de saturação negativa ou alternar entre os níveis de saturação positiva e negativa e, assim, fixa a saída acima desses níveis. Este princípio é utilizado em um circuito de comparação com duas entradas e uma saída. As 2 entradas, das quais uma é uma tensão de referência (Vref) é comparada uma com a outra.
Trabalho do Circuito Comparador de Amplificadores Op-amp 741 IC
Circuito Comparador de Amplificadores Op-amp 741 IC
Um circuito comparador de Amplificadores Op-amp 741 IC não-invertido é mostrado na figura abaixo. É chamado de circuito de comparação não-invertente como o sinal de entrada sinusoidal Vin é aplicado ao terminal não-invertente. A tensão de referência fixa Vref é dada ao terminal inversor (-) do op-amp.
Quando o valor da tensão de entrada Vin é maior que a tensão de referência Vref a tensão de saída Vo vai para saturação positiva. Isto acontece porque a tensão na entrada não inversa é maior do que a tensão na entrada inversa.
741 IC Circuito Comparador Não Invertido
Quando o valor da tensão de entrada Vin é menor que a tensão de referência Vref, a tensão de saída Vo vai para saturação negativa. Isto porque a tensão na entrada não inversa é menor do que a tensão na entrada inversa. Assim, a tensão de saída Vo muda do ponto de saturação positiva para o ponto de saturação negativa sempre que a diferença entre Vin e Vref muda. Isto é mostrado na forma de onda abaixo. O comparador pode ser chamado de detector de nível de tensão, como para um valor fixo de Vref, o nível de tensão de Vin pode ser detectado.
O diagrama de circuito mostra os diodos D1e D2. Estes dois diodos são usados para proteger o op-amp de danos devido ao aumento da tensão de entrada. Estes díodos são chamados de díodos clamp, pois fixam as tensões diferenciais de entrada a 0,7V ou -0,7V. A maioria dos díodos op-amp não precisa de díodos clamp, pois a maioria deles já tem proteção integrada. A resistência R1 é ligada em série com a tensão de entrada Vin e R é ligada entre a entrada inversa e a tensão de referência Vref. R1 limita a corrente através dos díodos de braçadeira e R reduz o problema de offset.
741 IC Op-Amp Não Inverter a Forma de Onda do Comparador Op-Amp 741 IC Inverter a Forma de Onda do Comparador Op-Amp Não Inverter a Forma de Ondaamp Comparator Circuit
Um circuito inversor de 741 IC op-amp comparador é mostrado na figura abaixo. É chamado de circuito de comparação inversor como o sinal de entrada senoidal Vin é aplicado ao terminal inversor. A tensão de referência fixa Vref é dada ao terminal não-invertente (+) do op-amplificador. Um potenciômetro é utilizado como um circuito divisor de tensão para obter a tensão de referência no terminal de entrada não-invertente. As extremidades do POT estão ligadas à tensão de alimentação DC +VCC e -VEE. O limpador é conectado ao terminal de entrada não-invertente. Quando o limpador é girado para um valor próximo a +VCC, Vref se torna mais positivo, e quando o limpador é girado para -VEE, o valor de Vref se torna mais negativo. As formas de onda são mostradas abaixo.
Op-amp 741 IC Inverting Comparator Circuit 
741 IC Op-Amp Inverting Comparator Waveform Comparator Characteristics
1. Operation Speed – According to change of conditions in the input, a comparator circuit switches at a good speed beween the saturation levels and the response is instantaneous.
2. Accuracy – Accuracy of the comparator circuit causes the following characteristics:-
(a) High Voltage Gain – The comparator circuit is said to have a high voltage gain characteristic that results in the requirement of smaller hysteresis voltage. Como resultado, a tensão de saída do comparador alterna entre os níveis de saturação superior e inferior.
(b) High Common Mode Rejection Ratio (CMRR) – Os parâmetros de tensão de entrada do modo comum tal ruído é rejeitado com a ajuda de um CMRR elevado.
(c) Corrente de Desvio de Entrada e Tensão de Desvio de Entrada Muito Pequena – Uma quantidade insignificante de Corrente de Desvio de Entrada e Tensão de Desvio de Entrada causa uma quantidade menor de problemas de desvio. Para reduzir mais problemas de desvio, podem ser usadas redes de compensação de tensão de desvio e resistências minimizadoras de desvio.