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Este documento proporciona una introducción detallada a los circuitos comparadores, incluyendo su funcionamiento, los diferentes tipos de comparadores (como los comparadores con amplificador operacional, de ventana y con histéresis), y sus principales aplicaciones en el campo electrónico. Se analizan ejemplos específicos de circuitos comparadores y se discuten consideraciones clave de diseño, como la precisión, la velocidad de respuesta y el consumo de energía. El documento también destaca la importancia de los comparadores en diversas áreas, como la toma de decisiones automatizadas, la detección de umbrales y la conversión analógica a digital. Esta información sería útil para estudiantes de ingeniería eléctrica, electrónica y sistemas, así como para profesionales interesados en comprender mejor el papel fundamental que desempeñan los circuitos comparadores en una amplia gama de aplicaciones tecnológicas.
Tipo: Esquemas y mapas conceptuales
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CIRCUITOS COMPARADORES INTEGRANTES AUQUI LOPEZ, ELIAN MARCELA CHAPILLIQUEN VALENCIA, RODRIGO GABRIEL CAPCHA REYES, BRAYAN MIGUEL FIGUEROA RAMOS, ITALO RAFAEL LIVIA DURAND, ADRIANA ALMENDRA DOCENTE Dr. AGUILAR ALONSO IGOR JOVINO SEMESTRE 2024-I Villa El Salvador 2024
Introducción.............................................................................................................................................................
**1. Funcionamiento de un circuito comparador...............................................................................................
1. Funcionamiento de un circuito comparador La función principal de un comparador consiste en comparar dos cantidades binarias para determinar su relación. Es decir, que un circuito comparador determina si dos cantidades son iguales o no. La compuerta XOR, se puede emplear como un comparador básico ya que su salida es 1 si sus dos bits de entrada son diferentes y la salida es 0 si sus dos bits de entrada son iguales. Si se desea comparar cantidades de varios bit, se requiere una compuerta XOR por cada bit que tenga las cantidades a comparar. Adicionalmente, por medio de un comparador se puede verificar si una cantidad es mayor que otra usando la compuerta AND. 2. Tipos de circuitos comparadores Como ya sabemos los circuitos comparadores son dispositivos electrónicos diseñados para comparar dos señales de entrada y determinar cuál es mayor o si son iguales. En esta ocasión hablaré sobre algunos tipos de circuitos comparadores: a) Comparador con Amplificador Operacional : Un Amplificador Operacional se utiliza para determinar cuál de las dos señales en sus entradas es mayor. Solo basta con que una de esas señales sea ligeramente mayor para que cause que la salida del amplificador operacional sea máxima, ya sea la positiva o la negativa. b) Comparador de ventana : Un comparador de ventana permite saber si una señal o nivel de tensión / voltaje está dentro o fuera de un límite aceptable de voltajes previamente definido. Con ayuda de un comparador o amplificador operacional que controle el nivel de voltaje superior y otro comparador que controle el nivel de voltaje inferior, se puede implementar un comparador de ventana.
c) Comparador con Histéresis : Este es un tipo de circuito que compara un voltaje de entrada con una referencia establecida, si con una referencia es sobrepasada el circuito cambia de Low a Hi, para volver al estado anterior tendrá que bajar por debajo de un rango preestablecido, que se le conoce como Histéresis. d) Comparador de frecuencia : Se utiliza para comparar la frecuencia de dos señales periódicas. La salida indica cuál de las dos señales tiene una frecuencia más alta. e) Comparador digital : Comparan dos señales digitales y determinan si una es mayor que la otra, si son iguales o si una es menor que la otra. Estos comparadores operan con señales binarias (0 y 1), y su salida también es una señal digital que representa el resultado de la comparación.
4. Consideraciones de diseño y parámetros clave Cuando se diseña un circuito comparador, que es un componente electrónico utilizado para comparar dos señales y determinar cuál es mayor, menor o si son iguales, hay varias consideraciones y parámetros clave a tener en cuenta: a) Precisión : La precisión del comparador es fundamental, especialmente en aplicaciones donde se requiere una alta precisión en la medición de las señales. b) Velocidad de respuesta : La velocidad con la que el comparador puede detectar y responder a cambios en las señales de entrada es crucial en muchas aplicaciones, como en sistemas de control de alta velocidad. c) Consumo de energía : Es importante minimizar el consumo de energía del comparador, especialmente en aplicaciones de bajo consumo o alimentadas por batería. d) Compatibilidad con tensiones de alimentación : El comparador debe ser capaz de operar dentro del rango de tensiones de alimentación especificado para la aplicación. Al considerar estos puntos de diseño y parámetros clave, los diseñadores pueden desarrollar circuitos comparadores que sean precisos, rápidos, eficientes en cuanto al consumo de energía y adecuados para una variedad de aplicaciones electrónicas.
Conclusiones Los comparadores o detectores de error son los elementos de un sistema de control encargados de proporcionar la señal que informa de la diferencia que hay entre la señal de salida deseada y la realmente obtenida. Esta señal diferencia se denomina señal de error y es la encargada de activar al controlador , y este a su vez al actuador para que intervenga sobre la planta o sistema o controlar en el sentido adecuado, de forma que la diferencia entre la salida deseada y la salida obtenida disminuya o se anule a los comparadores más utilizados son electricos y electronicos. Los parámetros físicos de entrada y salida presentes en el sistema se adaptan mediante los transductores y captadores de tipo eléctrico. Acá tenemos algunas Aplicaciones de circuitos comparadores en el campo electrónico.
1. Toma de decisiones automatizadas : En diversos sistemas electrónicos, se requiere decidir en base al valor de una señal o comparar distintas señales. Los circuitos comparadores cumplen esta función al determinar si una señal satisface ciertos criterios previamente establecidos. 2. Detección de umbrales : Los circuitos comparadores son esenciales para detectar condiciones de umbral, como sobretensión o subtensión, resultando fundamentales en aplicaciones de seguridad y protección de dispositivos electrónicos. 3. Conversión analógica a digital(ADC) :Son componentes clave en diversos tipos de convertidores analógico-digitales(ADC),donde comparan una señal analógica con un valor de referencia para determinar su correspondiente valor digital.
