Comparadores de Tensión

1. Dpto. de Sistemas Electrónicos y de Control
1
Comparadores de
tensión
v Contenidos:
. Función
. Comparador LM311
. Aplicaciones
. Comparador con histéresis
v Bibliografía:
. Cap. 9: 9-1, 9-2 y 9-3
. Colección de problemas
v Duración estimada: 3 horas

2. Dpto. de Sistemas Electrónicos y de Control
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Símbolo
Símbolo y función de
transferencia de un comp.
Función de transferencia
¡ Se puede emplear un A.O. !

3. Dpto. de Sistemas Electrónicos y de Control
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Detector de umbral con A.O.
No inversor
Si: Vi>VT ⇒ VO=VOH Si: Vi<VT ⇒ VO=VOL
Inversor
Si: Vi>VT ⇒ VO=VOL Si: Vi<VT ⇒ VO=VOH

4. Dpto. de Sistemas Electrónicos y de Control
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Limitaciones de un A.O
como comparador
• Bajo Slew-Rate
ü Emplear A.O sin compensación
interna.
• No se pueden cambiar los niveles
lógicos de salida (TTL, CMOS,...).
“ Empleo de un comparador
comercial “
Solución:

5. Dpto. de Sistemas Electrónicos y de Control
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Comparador LM311
Características principales
10U.L.∞Fan-out
±15V
135mWoPDPotencia consumida
±30V∞VIDMáxima tensión de entrada
diferencial
-14.5V
a +13V
∞VINMargen de tensión de entrada
en modo común
VSTensión de alimentación
200ns0tPDTiempo de respuesta
250nA
60nA0IOSCorriente offset
0IBCorriente de polarización
2mV0VosTensión offset
200K∞aGanancia de tensión
LM311Ideal

6. Dpto. de Sistemas Electrónicos y de Control
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Medida del tiempo de
respuesta
Sobre excitación (Overdriver)

7. Dpto. de Sistemas Electrónicos y de Control
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Comparador LM311

8. Dpto. de Sistemas Electrónicos y de Control
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Comparador LM311

9. Dpto. de Sistemas Electrónicos y de Control
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Comparador LM311
Circuito interno
Si vP > vN ⇒⇒ Qo: OFF Si vP < vN ⇒⇒ Qo: ON

10. Dpto. de Sistemas Electrónicos y de Control
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Comparador LM311
Salida por colector
dos situaciones:

11. Dpto. de Sistemas Electrónicos y de Control
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Comparador LM311
Salida por emisor
Característica de transferencia
• Salida por colector:
VCC(logic)=50V
VEE(logic)=0V
•Salida por emisor:
VCC(logic)=30V
VEE(logic)=0V

12. Dpto. de Sistemas Electrónicos y de Control
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Otros terminales de control
•Terminal “ Strobe ”:
la salida cambia al estado de alta
impedancia.
•Terminal “ Latch ”:
la salida se mantiene con el valor
de la comparación anterior.

13. Dpto. de Sistemas Electrónicos y de Control
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Comparadores comerciales
DCMOS. Offset ultra
estable.
200K65021
(pA)
5
(pA)
1 a
18
3TLC
352
TTLPrecisión. Alta
velocidad. Con
latch.
26K320.13
(nA)
0.4+6 a
–18
10NE
5105
TTLUltra alta velocidad.No
esp.
8101240±512NE
521
CAlimentación única.200K1.3
(µs)
50.050.252 a
36
1LM
393
TTLMuy alta velocidad.3K164415±52LM
360
E-CBaja IB .
Con Strobe.
200K20020.060.25±±155LM
311
TTLGran fan-out.
Con Strobe.
40K405525±1210LM
306
SalidaPrestacionesatPD
(ns)
VOS
(mV)
IIO
(µµA)
IB
(µµA)
VS
(V)
TTL
FAN
OUT
Tipo

14. Dpto. de Sistemas Electrónicos y de Control
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Aplicaciones
Algunas de ellas son:
• Detector de umbral.
• Discriminador de altura de impulsos
• Detector de paso por cero.
• Receptor de línea de transmisión
digital.
•Comparador de nivel en conversión
A/D.
• Generadores de impulsos y ondas no
senoidales
• Circuitos de temporización.

15. Dpto. de Sistemas Electrónicos y de Control
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Aplicaciones (I)
Detector de nivel con indicador óptico
Si: VI·(R1/(R1+R2)) > VREF

16. Dpto. de Sistemas Electrónicos y de Control
16
Aplicaciones (II)
Detector de ventana
vOvI
vTH
vTL

17. Dpto. de Sistemas Electrónicos y de Control
17
Aplicaciones (III)
Detector de paso por cero

18. Dpto. de Sistemas Electrónicos y de Control
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Aplicaciones (IV)
Modulador de anchura de impulsos

19. Dpto. de Sistemas Electrónicos y de Control
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“Schmitt trigger”
Comparador con histéresis (I)
Circuito
VI
Función de transferencia
OLTLOHTH V
RR
R
VV
RR
R
V
21
1
21
1
+
=
+
=

20. Dpto. de Sistemas Electrónicos y de Control
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Circuito
OHTLOLTH V
R
R
VV
R
R
V
2
1
2
1
−=−=
“Schmitt trigger”
Comparador con histéresis (II)
Función de transferencia

21. Dpto. de Sistemas Electrónicos y de Control
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Circuito y función de transferencia
( ) ( ) CCTLCCTH V
RRR
RR
VV
RRR
R
V
231
31
321
1
//
//
// +
=
+
=
“Schmitt trigger”
Comparador con histéresis (III)
( )2134 //: RRRRSi +<<

22. Dpto. de Sistemas Electrónicos y de Control
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Circuito y función de transferencia
TH
THCC
CC
TLTH
V
VV
R
R
V
VV
R
R −
=
−
=
1
2
4
3
“Schmitt trigger”
Comparador con histéresis (IV)
435: RRRSi +<<