Aplicaciones de los comparadores de tensión
febrero 11, 2021Los comparadores de tensión se usan en aplicaciones de diferentes fases de generación y transmisión de señal. En este apartado se describen algunas de las aplicaciones básicas que suelen constituir parte de sistemas más complejos.
Ejemplo de Aplicaciones de los comparadores de tensión
Detector de nivel
La función del detector de nivel es identificar cuando una variable física (tensión, corriente, temperatura, humedad, etc) es superior o inferior a un nivel de referencia. La salida del detector es binaria y puede ser utilizada para controlar un motor, relé o un diodo LED, por ejemplo.
En la figura 9.7 se describe un detector de nivel basado en el LM339 en donde la entrada es comparada con la tensión de referencia de un diodo Zener; ahora en función del resultado de comparación el LED conducirá o no.
Ahora en este circuito se verifica lo siguiente:
Detector de ventana
EL detector de ventana, también llamado comparador de ventana, permite determinar si una tensión de entrada está comprendida dentro de un rango de tensiones. El circuito puede ser construido fácilmente mediante dos comparadores y tensiones de referencia que definen el límite superior (VTH) e inferior (VTL).
En el circuito de la figura 9.8 se presenta un comparador de ventana basado en el LM399 y su VTC. Si se verifica que VTL<Vi<VTH entonces la salida es alta (VOH=VCC); en el resto de los valores la salida es baja (VOL=OV).
Medidor gráfico de barras
Un medidor gráfico de barras proporciona una indicación visual del nivel de señal a la entrada del circuito. Un ejemplo muy típico se encuentra en los indicadores luminosos de los amplificadores de sonido comerciales. Este circuito básicamente es una cadena de detectores de ventana con diferentes tensiones de comparación; la salida suele estar constituida por diodos LEDs para su visualización luminosa.
El medidor gráfico de barras se puede construir mediante comparadores, pero existen en el mercado varios circuitos integrados especialmente diseñados con este propósito como son el TL490C de Texas Instruments y el
LM3914/15/16 de National Semiconductor.
A modo de ejemplo en la figura 9.9 aparece el diagrama circuital del medidor gráfico de barras LM3914. Está constituido por 10 comparadores cuya tensión de referencia se obtiene mediante una cadena de 10 de resistencias de 1kΩ conectadas en serie que permiten seleccionar el rango de tensiones de comparación en función de las tensiones aplicadas a RHI (pin 6) y RLO (pin 4).
La señal de entrada (pin 5) accede a la entrada negativa de los comparadores mediante un OA en configuración seguidor y tiene un diodo de protección para eliminar tensiones negativas. Este circuito dispone además de una fuente de tensión de referencia de 1.25V para ajustar su sensibilidad y un circuito adicional que permite seleccionar el modo de operación de los LEDs: simple o barras.
A la derecha de esta figura se presenta un ejemplo de aplicación del LM3914 para construir un medidor gráfico de barras entre 0 V y 5 V. En este circuito, la fuente tensión de referencia fija a 1.25 V la caída de tensión R1.
Aplicando el principio de divisor de tensión y suponiendo despreciable la intensidad que circula por la línea 8, la tensión en la línea vale V6=(1+R2/R1)1.25 V = 5.2 V. Las tensiones de referencia en los comparadores van a ser 0.52 V, 1.04 V 1.56, 2.08 …. 4.68V.
