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Autor Tópico: Estudo de um comparador LM324  (Lida 695 vezes)

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Offline edeweld

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Estudo de um comparador LM324
« em: 22 de Março de 2017, 12:09 »
Olá,

Estou a estudar a montagem comparador de um ampop LM324 e os resultados da montagem estão a ser esquisitos. A montagem e valores estão aqui: https://drive.google.com/file/d/0BzJ2AtyPGEWsUVVadXF3ZUJ5bXc/view?usp=sharing.

Qual a razão de quando VI>Vref => Vout = 10.57V e quando VI<Vref => Vout=-12,09V?
Tudo bem que +Vcc e -Vcc tem valores diferentes mas não devia ter 11,84V quando VI>Vref?

Obrigado

Offline jm_araujo

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Re: Estudo de um comparador LM324
« Responder #1 em: 22 de Março de 2017, 12:40 »
Não, está tudo bem.
Esquema do LM324:

Tirado de: http://www.ti.com/product/LM324-N

Com Q5 e Q6 como estão ligados o Vout MAX devia ser  VCC-1.4V. Tens 1.27V de queda, está lá em ordem de grandeza;).

O que tu queres chama-se "Rail to Rail".

« Última modificação: 22 de Março de 2017, 12:44 por jm_araujo »

Offline Njay

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Re: Estudo de um comparador LM324
« Responder #2 em: 22 de Março de 2017, 12:40 »
O LM324 é um ampop e não um comparador (embora um ampop possa ser usado como comparador).
A resposta está na datasheet. E a pergunta que deves fazer à datasheet é: qual é a tensão máxima e mínima na saída do ampop?

Offline Njay

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Re: Estudo de um comparador LM324
« Responder #3 em: 22 de Março de 2017, 12:41 »
Esquema do LM324:
(...)

De 1/4 de um LM324.

Offline edeweld

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Re: Estudo de um comparador LM324
« Responder #4 em: 22 de Março de 2017, 13:53 »
O LM324 é um ampop e não um comparador (embora um ampop possa ser usado como comparador).
A resposta está na datasheet. E a pergunta que deves fazer à datasheet é: qual é a tensão máxima e mínima na saída do ampop?

Pensei nisso, pois segundo o meu professor o ampop fica com 20% para ele. Por isso teria uma queda de tensão de 2.4V. A questão é porque tenho -12,09V e +10,57V (Porque esta diferença!). Não devia ter -9.6V, por exemplo?

"O LM324 é um ampop." Por isso que aquela VCC e GND me deixavam com a pulga atrás da orelha  :D Para ser correcto deveria utilizar o LM324 para ampop, com montagens inversoras e não inversoras, e um, por exemplo, CMOS 4011 para compararador. Correcto? No CMOS 4011 já iria ligar o +12V em VSS e -12V no VDD?

Nota: Reconheço que VSS e VDD vem dos mosfet e jfet, resumindo vem dos tiristores. Estou correcto?

Obrigado pelas ajudas

Offline edeweld

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Re: Estudo de um comparador LM324
« Responder #5 em: 22 de Março de 2017, 13:58 »
O que tu queres chama-se "Rail to Rail".

É isto? http://www.microchip.com/stellent/groups/sitecomm_sg/documents/training_tutorials/en528065.pdf
Ainda estou muito no inicio para perceber todo o conceito, até porque existem muitos termos e gráficos que ainda não consigo ler. Mas o "rail to rail" é um amplificador da diferença entre as duas entradas?  :-\

Obrigado

Offline jm_araujo

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Re: Estudo de um comparador LM324
« Responder #6 em: 22 de Março de 2017, 14:27 »
"devagar se chega ao longe"
Com a pressa toda metes muita agua.

Pensei nisso, pois segundo o meu professor o ampop fica com 20% para ele. Por isso teria uma queda de tensão de 2.4V. A questão é porque tenho -12,09V e +10,57V (Porque esta diferença!). Não devia ter -9.6V, por exemplo?
Não olhaste para o esquema que mostrei de 1/4 do LM324 com olhos de ver.
Ao VCC(/V+) tens 2 transitores (Q5 e Q6) numa topologia que impede da saída ficar a menos de 2 quedas de diodo (2x0.7V=1.4V) do VCC.
Ao GND (/V-) só tens a queda do Q13, que pela topologia deve rondar 0,7V.

Basta ler o esquema!

Citar
"O LM324 é um ampop." Por isso que aquela VCC e GND me deixavam com a pulga atrás da orelha  :D Para ser correcto deveria utilizar o LM324 para ampop, com montagens inversoras e não inversoras, e um, por exemplo, CMOS 4011 para compararador. Correcto? No CMOS 4011 já iria ligar o +12V em VSS e -12V no VDD?
EIN??? Já começaste outra vez a atirar barro à parede a ver o que cola....
4011 é um IC lógico da família 4000 CMOS, não é um comparador, é uma NAND com níveis lógicos de entrada e saída bem definidos, e também com limites muito claros nas tensões de alimentação!!!!

Comparadores são usados no domínio analógico. São semelhantes aos AMPOP, mas tem caraterísticas próprias para utilização para esse fim. Os Ampop "normais" são feitos para serem usados na zona linear (amplificadores/filtros), quando os usas como comparadores podem sofrer saturação nos seus andares internos de amplificação e podem responder de forma muito lenta ou pouco previsível. Os comparadores são otimizados para serem rápidos a responder, mas tem alguns "defeitos" que os limita ou até impede de serem usados na zona linear.
Tipo camião de carga/autocarro de passageiros. São os dois veículos pesados com um motor potente e rodas no chão. Consegues levar 50 pessoas num camião ou  20 toneladas de carga no autocarro, mas não é para isso que foram feitos.


Citar
Nota: Reconheço que VSS e VDD vem dos mosfet e jfet, resumindo vem dos tiristores. Estou correcto?

V+/VCC/VDD é para designar o terminal positivo. CC é de colector (BJT), DD é de dreno(MOSFET).
V-/VEE/VSS é para designar o terminal negativo. EE de emissor (BJT), SS de source/fonte (MOSFET).

Origem é histórica e vem de se os ICs são feitos em lógica bipolar (BJTs) ou de efeito de campo (MOSFETs).

Tiristores não são para aqui chamados... estavas a ir tão bem e mais um tiro de barro à parede, mais asneira...

Mas o "rail to rail" é um amplificador da diferença entre as duas entradas?  :-\
Para com os tiros no escuro se estás mesmo interessado em aprender. Se não sabes, pergunta em vez de tentar adivinhar. Mesmo que acertasses (que não tens feito), não aprendias nada porque era apenas uma questão de sorte.

"amplificador da diferença entre as duas entradas" são todos os Ampops, e portanto acabaste por dizer nada.

"Rail-to-Rail" são ampops em que a saída consegue chegar muito perto das tensões de alimentação. Nunca conseguem igualar as mesmas porque tens de ter elementos ativos (mosfets ou bjts) que sofrem sempre alguma queda. Mas ficam mais perto que os de uso geral.

« Última modificação: 22 de Março de 2017, 14:31 por jm_araujo »

Offline Njay

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Re: Estudo de um comparador LM324
« Responder #7 em: 22 de Março de 2017, 15:58 »
Pensei nisso, pois segundo o meu professor o ampop fica com 20% para ele. Por isso teria uma queda de tensão de 2.4V. A questão é porque tenho -12,09V e +10,57V (Porque esta diferença!). Não devia ter -9.6V, por exemplo?
Não há essa regra dos 20%. Depende do ampop e da tensão a que está a ser alimentado. Descobre o tal parametro na datasheet que vais perceber melhor. Nota também que qualquer parametro é dado em determinadas condições de alimentação, carga, temperatura, ... e ainda pode ter um minimo (garantido), um máximo (garantido) e um valor tipico. Tu não tens nenhuma carga na saída, logo aí vais ter valores "não esperados". Repara que um ampop sem carga é um ampop inútil...

Não sei de onde vem VDD e VSS. Sei que se referem, VDD à tensão mais positiva no circuito e VSS à tensão mais negativa no circuito (em relação ao GND, tensões num circuito medem-se sempre em relação ao GND, excepto se lá indicado de outra forma).

Um ampop rail-to-rail não se refere necessariamente apenas às saídas, também se pode referir às entradas, em qualquer combinação. Num não-rail-to-rail as entradas também não podem ir até VSS ou VDD. É preciso consultar a datasheet para saber a que é que "rail-to-rail" se refere (só à saída? à saída e às entradas? ...).

Eu diria que Q13 poderá ter uma queda de tensão não de 0.7V mas de 0.1 - 0.2V, a tensão de saturação do BJT. De qualquer maneira, a datasheet diz que a saída deste ampop pode ir até ao GND ou muito perto disso.
« Última modificação: 22 de Março de 2017, 16:02 por Njay »

Offline jm_araujo

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Re: Estudo de um comparador LM324
« Responder #8 em: 22 de Março de 2017, 16:36 »
Eu diria que Q13 poderá ter uma queda de tensão não de 0.7V mas de 0.1 - 0.2V, a tensão de saturação do BJT. De qualquer maneira, a datasheet diz que a saída deste ampop pode ir até ao GND ou muito perto disso.

Também tinha escrito isso, mas depois alterei ao olhar melhor para o circuito. Vbe=0.7V, se Vb não pode descer de GND (Q12), Ve=0.7V, a menos que tenhas um pull down externo ou estejas sem carga (ai puxa-te para GND a fonte de 50uA ao lado de Q12).


« Última modificação: 22 de Março de 2017, 16:38 por jm_araujo »

Offline Njay

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Re: Estudo de um comparador LM324
« Responder #9 em: 22 de Março de 2017, 17:55 »
Eu diria que Q13 poderá ter uma queda de tensão não de 0.7V mas de 0.1 - 0.2V, a tensão de saturação do BJT. De qualquer maneira, a datasheet diz que a saída deste ampop pode ir até ao GND ou muito perto disso.

Também tinha escrito isso, mas depois alterei ao olhar melhor para o circuito. Vbe=0.7V, se Vb não pode descer de GND (Q12), Ve=0.7V, a menos que tenhas um pull down externo ou estejas sem carga (ai puxa-te para GND a fonte de 50uA ao lado de Q12).

Pois, tens razão. Bom, ou quase, então seria Vbe[Q13] + Vce(SAT)[Q12], partindo do principio que este estado alguma vez ocorre (com as fontes de corrente ao barulho e tal...).

Offline SerraCabo

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Re: Estudo de um comparador LM324
« Responder #10 em: 22 de Março de 2017, 19:43 »
http://www.ti.com/lit/ds/symlink/lm124-n.pdf

"Large Output Voltage Swing 0 V to V+ ? 1.5 V!"

A tensão mais negativa de saída parece depender mais do que estiver ligado à saída do que do próprio opamp.

As etapa de saída parece-se com as dos velhos TTL.

O driver de saída do lado de baixo não tem protecção contra curtos.

SC
serra-cabo.blogspot.com

Offline edeweld

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Re: Estudo de um comparador LM324
« Responder #11 em: 24 de Março de 2017, 13:38 »
Obrigado pelas respostas pessoal. Vou estudar melhor e logo posto as minha dúvidas conclusões.

jm_araujo
Para que conste não é intenção minha tentar "atirar o barro à parede" ou então parecer um chico esperto. Apenas coloco as minha dúvidas e conclusões, mesmo que erradas. Por norma tenho sempre o cuidado e interesse, uma vez que pretendo aprender, em questionar se estou certo ou errado.

Em outros fóruns que participo, de matérias que domínio mais do que eletrónica, quando aparecem novatos (como eu neste fórum) e fazem perguntas "estúpidas" ou que eram solucionadas com uma simples pesquisa no nosso tio google o que costumo fazer é:

  • Coloco os resultado da pesquisa do google como resposta
  • Aconselho a pesquisa do tema e dou dicas como o fazer, como palavras chave e sites importantes, por exemplo.

Porque o que tenho sentido nas últimas semanas é que para postar uma questão neste fórum primeiro tenho que fazer uma tese sobre o assunto e só depois é que posso colocar a questão, idealmente, já com resposta!  - Não sinto isto com todos os utilizadores, obviamente!
Isso assim não é um fórum!

Nota: Não pretendo iniciar um debate nem mesmo uma discussão. Porque isto não são mais do que meros pontos de vista. Também não pretendo "poluir" o fórum e prejudicar a aprendizagem dos meus colegas por causa de meras "trincas"! Partilho este ponto de vista pois já não é a primeira vez que vejo este tipo de comentários e na minha opinião isso prejudica e muito todo o trabalho feito pela comunidade que participa no fórum.
« Última modificação: 24 de Março de 2017, 13:41 por edeweld »

Offline jm_araujo

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Re: Estudo de um comparador LM324
« Responder #12 em: 24 de Março de 2017, 14:22 »
Desculpa lá, mas o teu testamento lembrou-me logo deste meme:


Trabalhar e receber criticas nunca fez mal a ninguém, e é uma excelente maneira de aprender (mas só para quem estiver interessado). Aqui ninguém é pago para ajudar ninguém e cada um fá-lo à sua maneira. Mas se preferes focar nos 20% de crítica da minha resposta em vez dos 80% de conteúdo, good for you! É tempo que posso poupar...
« Última modificação: 24 de Março de 2017, 14:27 por jm_araujo »

Offline edeweld

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Re: Estudo de um comparador LM324
« Responder #13 em: 24 de Março de 2017, 14:34 »
Desculpa lá, mas o teu testamento lembrou-me logo deste meme:


Trabalhar e receber criticas nunca fez mal a ninguém, e é uma excelente maneira de aprender (mas só para quem estiver interessado). Aqui ninguém é pago para ajudar ninguém e cada um fá-lo à sua maneira. Mas se preferes focar nos 20% de crítica da minha resposta em vez dos 80% de conteúdo, good for you! É tempo que posso poupar...

hehe, Lá vamos nós às trincas  ;D :D
Vá lá, grande abraço e deixa-me voltar aos 90% da tua resposta.  ;)

Offline jm_araujo

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Re: Estudo de um comparador LM324
« Responder #14 em: 24 de Março de 2017, 14:41 »
Pá, nem me deixas trollar-te um bocado :D

"Apregunta" à vontade que no meio de reclamar vamos ajudando conforme se sabe e/ou pode ;)