COMPARATORI & MICROCONTROLLORI - 5



 COMPARATORE A FINESTRA

Nel monitorare un sensore esterno, e' spesso conveniente essere capaci determinare quando il segnale del sensore si e spostato al di fuori di una prestabilita e sicura zona di funzionamento. Questa e' anche detta anche finestra di lavoro intesa come  una fascia di valori che possono essere assunti dall'uscita del sensore senza avere dei problemi. Quindi necessita un circuito per rilevare lo spostamento dei valori al di fuori di questa zona di funzionamento, trascurando le fluttuazione che rimangono all'interno di essa. Tale circuito e' detto "window comparator" e' costituito da due comparatori e 3 resistori come mostrato in figura 6.

Figura 6: circuito di window comparator

I resistori R1, R2 e R3 formano un partitore di tensione che genera la tensione di soglia alta e bassa. Quando la tensione in ingresso si mantiene all'interno dei valori alto e basso le uscite HIGH LIMIT e LOW LIMIT dei due comparatori sono entrambi alti. Quando la tensione ingresso supera la soglia alta allora HIGH LIMIT va zero mentre se la tensione scende al di sotto della soglia bassa l'uscita LOW LIMIT diventa bassa

 

Input

HIGH LIMIT

LOW LIMIT

Input > VTH

0

1

VTLV< Input

1

0

VTL < Input < VTH

1

1


Per calcolare R1, R2 e R3, si devono usare le relazioni (1) e (2).

(1)

(2)

Per limitare la dissipazione di potenza sui resistori, i valori di R1, R2 e R3 devono essere almeno di 1k ohm ma al disotto di 1 megaohm per mantenere a valori accettabili le tensioni di offset negli ingressi dovute alle correnti di polarizzazione degli ingressi stessi.

Esempio:

VDD = 5.0V, VTH = 2.5V, VTL = 2.0V, R1 = 12k, R2 = 2.7k, R3 = 10k

da cui VTH (attuale) = 2.57V, VTL (attuale) = 2.02V

Per aggiungere della isteresi sul comparatore HIGH LIMIT, bisogna seguire le procedure viste nell'esempio in cui si introduce l'isteresi considerando la serie di R2 e R3 come il resistore R2 dell'esempio.
Per aggiungere della isteresi sul comparatore LOW LIMIT, scegliere in valore della Req, tra 1k e 10 k Ohm, e inserirla tra il circuito di ingresso e il piedino non invertente del comparatore LOW LIMIT. Per calcolare il resistore di feedback si possono usare le equazioni 4 e 5 dell'esempio sull'steresi.