Mạch so sánh điện áp: Khái niệm và nguyên lý hoạt động

Mạch so sánh điện áp được ứng dụng rất rộng rãi trong lĩnh vực điện tử. Nhưng bạn đã biết chức năng, cách làm việc của mạch so sánh chưa? Hãy cùng Học viện iT.vn tìm hiểu ngay trong bài viết này nhé!

Xem thêm: Chia sẻ về mạch logic, mạch khuếch đại và mạch nguồn xung

Mạch so sánh điện áp là gì? Nguyên lý hoạt động

Mạch so sánh điện áp còn gọi là Op-Amp Comparator được dùng để so sánh 2 điện áp đầu vào nào cao hơn. Sau đó dựa trên kết quả và mục đích thiết kế, mạch sẽ phát điện áp cao hoặc thấp ở đầu ra.

Với nguyên lý hoạt động đơn giản, mạch so sánh điện áp được sử dụng như một công tắc bật tắt hiệu quả.

Ví dụ, các nhà sản xuất máy tính đã tạo một mạch so sánh cho bộ phận tản nhiệt. Khi máy đạt tới nhiệt độ và ngưỡng được thiết kế, mạch so sánh sẽ tham chiếu để bật hoặc tắt quạt tản nhiệt của máy tính.

Nguyên lý hoạt động của mạch so sánh điện áp

Mạch so sánh điện áp thường được xây dựng dựa trên khuếch đại thuật toán hoạt động (op-amp). Op-amp so sánh điện áp đầu vào Vin với điện áp tham chiếu Vref và tạo ra tín hiệu đầu ra Vout theo quy tắc sau:

• Vout cao (V+): Khi Vin cao hơn Vref
• Vout thấp (V-): Khi Vin thấp hơn Vref

Chế độ so sánh không đảo:

• Vin được kết nối với đầu vào không đảo của op-amp.
• Vref được kết nối với đầu vào đảo của op-amp.
• Độ lợi điện áp: Av = 1 + (Rf / R1)
• Ưu điểm: Mạch đơn giản, dễ thiết kế.
• Nhược điểm: Độ chính xác phụ thuộc vào độ sai lệch của các điện trở.

Chế độ so sánh đảo:

• Vin được kết nối với đầu vào đảo của op-amp.
• Vref được kết nối với đầu vào không đảo của op-amp.
• Độ lợi điện áp: Av = -Rf / R1
• Ưu điểm: Độ chính xác cao hơn so với chế độ không đảo.
• Nhược điểm: Mạch phức tạp hơn, dễ xảy ra hiện tượng nhiễu.

Mạch so sánh điện áp thực tế sử dụng uA741

Sơ đồ mạch so sánh điện áp sử dụng uA741:

Giải thích mạch sử dụng op-amp uA741:

• Điện áp tham chiếu Vref được đặt bằng mạng phân chia điện áp gồm R1 và R2.
• Khi Vin vượt quá Vref, Vout sẽ chuyển sang V+.
• Khi Vin thấp hơn Vref, Vout sẽ chuyển sang V-.
• Mạch được cấp nguồn từ nguồn cung cấp kép +/- 12V DC.

Lưu ý: Giá trị của R1 và R2 cần được chọn phù hợp để đạt được giá trị Vref mong muốn. Mạch cần được bảo vệ khỏi nhiễu và điện áp đột biến.

Xem thêm: Tìm hiểu nguyên lý mạch sạc pin trên laptop

Trên đây là chia sẻ của Học viện iT.vn về mạch so sánh điện áp. Chúc bạn thành công! Nếu có bất cứ thắc mắc nào về các kiến thức liên quan đến máy tính thì bạn hãy chat ngay với chúng tôi. Và đừng quên đón đọc các bài viết hữu ích khác của HOCVIENiT.vn nhé.