Как работает компаратор напряжения

10.04.2025

Электронное устройство, предназначенное для сравнения двух входных напряжений и генерации выходного сигнала, отражающего результат этого сравнения — компаратор напряжения. В отличие от операционного усилителя (ОУ), он оптимизирован для работы в режиме разомкнутого контура, что обеспечивает быстрое переключение между состояниями. Разберемся, как работает компаратор напряжения и как он устроен.

Из чего состоит устройство и как оно работает

Два «окна» для входов. На первое окно (Vref) подают эталонное напряжение — например, 5 В. Это порог, с которым будут сравнивать. Второе окно (Vin) принимает измеряемое напряжение.
«Мозг» для сравнения: Внутри работает схема, которая анализирует разницу между Vin и Vref.
Выход-индикатор. Результат выводится в виде сигнала: высокий (например, +5 В) или низкий (0 В).

Если измеряемое напряжение (Vin) выше эталонного (Vref), выход компаратора становится высоким, если ниже — низким. Компаратор реагирует за доли секунды, даже если разница напряжений минимальна.

В реальных условиях сигналы часто дрожат или шумят. Чтобы компаратор не переключался из-за помех, в нем есть буферная зона. Например, если порог 5 В, он переключится при 5,1 В, а вернется обратно только при 4,9 В.

Где используется компаратор

Зарядные устройства. Компаратор следит за напряжением аккумулятора. Когда оно достигает максимума, зарядка останавливается, чтобы батарея не перегрелась.
Датчики и сигнализации. Например, в пожарной системе: если температура (Vin) превысит безопасный порог (Vref), компаратор включит сирену.
Бытовая электроника. Например, в кофеварке компаратор отвечает за отключение нагрева при достижении нужной температуры.
Генераторы сигналов. Помогает создавать прямоугольные импульсы для цифровых часов или таймеров.
Защита устройств. Если в сети скачок напряжения, компаратор мгновенно отключит прибор.

Почему важно понимать, как работает компаратор напряжения

Компараторы — невидимые герои электроники. Без них не работали бы системы безопасности, умные дома и даже космические аппараты.

В каталоге «Ру Электроникс» представлен большой выбор компараторов и других микросхем — все для ремонта фабричной электроники и создания собственных проектов. Интересующую информацию по ассортименту узнавайте по телефонам 8(495)133-10-18, 8(800)302-54-85 или закажите обратный звонок на сайте.