I det här inlägget kommer vi att diskutera op-förstärkaren som komparator.Vi har redan diskuterat andra tillämpningar av op-förstärkaren i kretsar för generatorer av rektangulära vågformer som astabila (eller fritt löpande) multivibratorer, monostabila multivibratorer (eller one-shot) och bistabila multivibratorer (eller flip-flops).
För att få en bättre förståelse för operationsförstärkare klicka här:- Operationsförstärkare (Op-amp)
Op-amp Komparator
En komparator finner sin betydelse i kretsar där två spänningssignaler ska jämföras och särskiljas på vilken som är starkare. En komparator är också en viktig krets vid utformning av icke-sinusformiga vågformsgeneratorer som relaxationsoscillatorer.
I en op-förstärkare med en konfiguration med öppen slinga med en differentiell eller enskild ingångssignal har ett värde som är större än 0, driver den höga förstärkningen, som går mot oändligheten, utgången av op-förstärkaren till mättnad. En op-förstärkare som arbetar i en konfiguration med öppen slinga kommer således att ha en utgång som går till positiv mättnadsnivå eller negativ mättnadsnivå eller växlar mellan positiv och negativ mättnadsnivå och därmed klipper utgången över dessa nivåer. Denna princip används i en komparatorkrets med två ingångar och en utgång. De två ingångarna, varav en är en referensspänning (Vref), jämförs med varandra.
Fungerar 741 IC op-amp komparatorkrets
Non-inverterande 741 IC op-amp komparatorkrets
En icke-inverterande 741 IC op-amp komparatorkrets visas i figuren nedan. Den kallas en icke-inverterande komparatorkrets eftersom den sinusformade ingångssignalen Vin läggs på den icke-inverterande terminalen. Den fasta referensspänningen Vref ges till den inverterande terminalen (-) i op-förstärkaren.
När värdet på ingångsspänningen Vin är större än referensspänningen Vref går utgångsspänningen Vo till positiv mättnad. Detta beror på att spänningen vid den icke-inverterande ingången är större än spänningen vid den inverterande ingången.
741 IC icke-inverterande komparatorkrets
När värdet av ingångsspänningen Vin är mindre än referensspänningen Vref, går utgångsspänningen Vo till negativ mättnad. Detta beror på att spänningen vid den icke-inverterande ingången är mindre än spänningen vid den inverterande ingången. Utgångsspänningen Vo ändras således från positiv mättnadspunkt till negativ mättnadspunkt när skillnaden mellan Vin och Vref ändras. Detta visas i vågformen nedan. Komparatorn kan kallas för en spänningsnivådetektor, eftersom för ett fast värde på Vref kan spänningsnivån på Vin detekteras.
Kretsdiagrammet visar dioderna D1och D2. Dessa två dioder används för att skydda op-förstärkaren från skador på grund av ökad ingångsspänning. Dessa dioder kallas klämdioder eftersom de klämmer differentiella ingångsspänningar till antingen 0,7V eller -0,7V. De flesta op-förstärkare behöver inte klämdioder eftersom de flesta av dem redan har ett inbyggt skydd. Motståndet R1 är kopplat i serie med ingångsspänningen Vin och R är kopplat mellan den inverterande ingången och referensspänningen Vref. R1 begränsar strömmen genom klämdioderna och R minskar offsetproblemet.
741 IC Op-Amp Non-Inverting Comparator Waveform Inverterande 741 IC Op-amp-komparatorkrets
En inverterande 741 IC op-amp-komparatorkrets visas i figuren nedan. Den kallas en inverterande komparatorkrets eftersom den sinusformade ingångssignalen Vin läggs på den inverterande terminalen. Den fasta referensspänningen Vref ges till den icke-inverterande terminalen (+) i op-förstärkaren. En potentiometer används som en spänningsdelarkrets för att erhålla referensspänningen i den icke-inverterande ingångsterminalen. Potentiometerns båda ändar är anslutna till likspänningen +VCC och -VEE. Viper är ansluten till den icke-inverterande ingångsterminalen. När torkaren vrids till ett värde nära +VCC blir Vref mer positiv, och när torkaren vrids mot -VEE blir värdet på Vref mer negativt. Vågformerna visas nedan.
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. Som ett resultat av detta växlar komparatorns utgångsspänning mellan den övre och nedre mättnadsnivån.
(b) Hög Common Mode Rejection Ratio (CMRR) – Parametrarna för common mode-ingångsspänning, t.ex. buller, avvisas med hjälp av en hög CMRR.
(c) Mycket liten inmatningsoffsetström och inmatningsoffsetspänning – En försumbar mängd inmatningsoffsetström och inmatningsoffsetspänning orsakar en mindre mängd offsetproblem. För att minska ytterligare förskjutningsproblem kan kompensationsnätverk för förskjutningsspänning och förskjutningsminimerande motstånd användas.