ভোল্টেজ তুলনাকারী কী এবং এটি কীসের জন্য

ইলেকট্রনিক সার্কিট ডিজাইন করার সময়, প্রায়ই দুটি ভোল্টেজের স্তর তুলনা করা প্রয়োজন। এই উদ্দেশ্যে, একটি তুলনাকারী হিসাবে যেমন একটি ডিভাইস ব্যবহার করা হয়। নোডের নামটি ল্যাটিন কম্পারেতে ফিরে যায়, বা তুলনা করার জন্য ইংরেজিতে।

একটি ভোল্টেজ তুলনাকারী কি?

সাধারণভাবে বলতে গেলে, তুলনাকারী হল এমন একটি ডিভাইস যেখানে তুলনা করা মান (ভোল্টেজ) এর জন্য দুটি ইনপুট এবং তুলনার ফলাফলের জন্য একটি আউটপুট। তুলনাকারীর তুলনামূলক পরামিতিগুলি খাওয়ানোর জন্য দুটি ইনপুট রয়েছে - সরাসরি এবং বিপরীত। সরাসরি ইনপুটের ভোল্টেজ ইনভার্স ইনপুটের ভোল্টেজ অতিক্রম করলে আউটপুটটি লজিক্যাল একটিতে সেট করা হয় এবং বিপরীতে শূন্য হলে। যদি ইনভার্সন ইনপুট এবং ডাইরেক্ট ইনপুটের মধ্যে একটি ধনাত্মক পার্থক্য সমান হয় এবং বিপরীত পরিস্থিতিতে একটি শূন্য হয়, তাহলে তুলনাকারীকে একটি ইনভার্টিং তুলনাকারী বলা হয়।

তুলনাকারী অপারেটিং নীতি

এটি ব্যবহার করে তুলনাকারী তৈরি করা সুবিধাজনক কর্মক্ষম পরিবর্ধক (OP-AMP)। এই উদ্দেশ্যে এর বৈশিষ্ট্যগুলি সরাসরি ব্যবহার করা হয়:

• সরাসরি এবং ইনভার্টিং ইনপুটগুলির মধ্যে সংকেত পার্থক্যের পরিবর্ধন;
• অসীম (অভ্যাসে - 10000 এবং উচ্চতর থেকে) লাভ।

একটি তুলনাকারী হিসাবে DT এর কাজ নিম্নলিখিত সার্কিটের সাথে বিবেচনা করা যেতে পারে:

ধরুন 10000 লাভ সহ একটি DT আছে, সরবরাহ ভোল্টেজ বাইপোলার, + 5 V এবং বিয়োগ 5 V। বিভাজক ইনভার্টিং ইনপুটে ঠিক 0 ভোল্টের রেফারেন্স লেভেলে সেট করা হয়, এবং সরাসরি ইনপুটে পোটেনটিওমিটার স্লাইডার থেকে মাইনাস 5 ভোল্ট নেওয়া হয়। অপারেশনাল অ্যামপ্লিফায়ারের পার্থক্যকে 10000 গুণ বৃদ্ধি করা উচিত, তাত্ত্বিকভাবে আউটপুটে বিয়োগ 50000 ভোল্টের একটি ভোল্টেজ থাকা উচিত। কিন্তু অপ-অ্যাম্পের জন্য এই ধরনের ভোল্টেজ পাওয়ার জন্য কোথাও নেই, তাই এটি সর্বাধিক সম্ভাব্য তৈরি করে - সরবরাহ ভোল্টেজ, বিয়োগ 5 ভোল্ট।

আপনি যদি সরাসরি ইনপুটে ভোল্টেজ বাড়াতে শুরু করেন, Op-Amp ইনপুটগুলির মধ্যে ভোল্টেজের পার্থক্যকে 10000 দ্বারা গুণিত করে সেট করার চেষ্টা করবে৷ এটি সফল হবে যখন ইনপুট ভোল্টেজ শূন্যের কাছে পৌঁছে এবং প্রায় 0.0005V হয়ে যায়৷ ধনাত্মক ইনপুটে ইনপুট ভোল্টেজ আরও বৃদ্ধির সাথে, আউটপুট ভোল্টেজ শূন্য বা তার চেয়ে বেশি হবে এবং +0.0005 ভোল্টে +5 V এর সমান হয়ে যাবে এবং আরও বাড়বে না - কোথাও নেই। এইভাবে, যখন ইনপুট ভোল্টেজ শূন্য স্তর অতিক্রম করে (আরো সঠিকভাবে, মাইনাস 0.0005 ভোল্ট থেকে +0.0005 ভোল্ট) তখন আউটপুট ভোল্টেজ বিয়োগ 5 ভোল্ট থেকে +5 ভোল্টে একটি লাফ হবে। অন্য কথায়, যতক্ষণ না ডাইরেক্ট ইনপুটে ভোল্টেজ ইনভার্টিং ইনপুটের চেয়ে কম থাকে, ততক্ষণ কম্প্যারেটর আউটপুটে শূন্য সেট করা হয়। উচ্চতর হলে, এটি একটি।

আগ্রহের বিষয় হল ইনপুটগুলিতে বিয়োগ 0.0005 ভোল্ট থেকে + 0.0005 ভোল্ট পর্যন্ত স্তরের পার্থক্যের বিভাগ৷ তাত্ত্বিকভাবে, এটি ঋণাত্মক থেকে ধনাত্মক সরবরাহ ভোল্টেজ পর্যন্ত একটি মসৃণ বৃদ্ধি পাবে। অনুশীলনে, এই পরিসরটি খুবই সংকীর্ণ, এবং গোলমাল, হস্তক্ষেপ, সরবরাহ ভোল্টেজের অস্থিরতা ইত্যাদির কারণে যখন ইনপুটগুলিতে ভোল্টেজগুলি প্রায় সমান হয়, তখন উভয় দিকেই তুলনাকারীর বিশৃঙ্খল ট্রিগারিং হবে। অপ-অ্যাম্পের লাভ যত কম হবে, অস্থিরতার এই উইন্ডোটি ততই প্রশস্ত হবে।যদি কম্প্যারেটর অ্যাকচুয়েটরকে নিয়ন্ত্রণ করে, তাহলে এটি কৌশলে কাজ করবে (রিলে ক্লিকিং, ভালভ স্ল্যামিং, ইত্যাদি), যা এর যান্ত্রিক ব্যর্থতা বা অতিরিক্ত গরম হতে পারে।

এটি এড়াতে, ড্যাশড লাইন দ্বারা নির্দেশিত প্রতিরোধক চালু করে একটি অগভীর ইতিবাচক প্রতিক্রিয়া তৈরি করা হয়। রেফারেন্সের সাপেক্ষে ভোল্টেজ উপরে এবং নিচে গেলে এটি সুইচিং থ্রেশহোল্ডগুলিকে স্থানান্তর করে অল্প পরিমাণ হিস্টেরেসিস তৈরি করে। উদাহরণস্বরূপ, তুলনাকারী 0.1 ভোল্টে এবং ঠিক শূন্যে নিচের দিকে সুইচ করবে (প্রতিক্রিয়ার গভীরতার উপর নির্ভর করে)। এটি অস্থিরতা উইন্ডো দূর করবে। এই প্রতিরোধকের রেটিং কয়েকশ কিলোহম থেকে কয়েক মেগাওম পর্যন্ত হতে পারে। প্রতিরোধ যত কম হবে, থ্রেশহোল্ডের মধ্যে পার্থক্য তত বেশি হবে।

বিশেষ কম্প্যারেটর চিপও পাওয়া যায়। উদাহরণস্বরূপ LM393। এই চিপগুলির একটি দ্রুত কর্মক্ষম পরিবর্ধক (বা একাধিক) আছে এবং একটি বিল্ট-ইন ডিভাইডার থাকতে পারে যা একটি রেফারেন্স ভোল্টেজ তৈরি করে। Op-Amps-এ নির্মিত এই তুলনাকারী এবং ডিভাইসগুলির মধ্যে আরেকটি পার্থক্য হল যে তাদের অনেকের জন্য একক-এন্ডেড পাওয়ার সাপ্লাই প্রয়োজন। বেশিরভাগ অপাসিটরের একটি দ্বি-পোলার ভোল্টেজ প্রয়োজন। চিপ ধরনের পছন্দ ডিভাইসের নকশা দ্বারা নির্ধারিত হয়।

ডিজিটাল তুলনাকারীদের বৈশিষ্ট্য

তুলনাকারীদের ডিজিটাল প্রযুক্তিতেও ব্যবহার করা হয়, যদিও এটি প্রথম নজরে আপত্তিকর শোনায়। সব পরে, শুধুমাত্র দুটি ভোল্টেজ স্তর আছে - এক এবং শূন্য। তাদের তুলনা করার কোন মানে হয় না। কিন্তু আপনি দুটি বাইনারি সংখ্যা তুলনা করতে পারেন, যার মধ্যে আপনি যেকোনো এনালগ মান (ভোল্টেজ সহ) রূপান্তর করতে পারেন।

ধরুন বিটগুলিতে সমান দৈর্ঘ্যের দুটি বাইনারি শব্দ রয়েছে:

X=X₃এক্স₂এক্স₁এক্স₀ এবং Y=Y₃Y₂Y₁Y.

যদি সমস্ত বিট বিটওয়াইসে সমান হয় তবে সেগুলিকে সমান মান হিসাবে বিবেচনা করা হয়:

1101=1101 => X=Y.

যদি অন্তত একটি বিট ভিন্ন হয়, তাহলে সংখ্যাগুলি অসম। বৃহত্তর সংখ্যা বিট দ্বারা বিট তুলনা দ্বারা নির্ধারিত হয়, সর্বোচ্চ বিট থেকে শুরু করে:

• 1101>101 - এখানে X এর প্রথম বিটটি Y এর প্রথম বিটের চেয়ে বড় এবং X>Y;
• 1101>101 - প্রথম বিট সমান, কিন্তু X-এর দ্বিতীয় বিটটি বড় এবং X>Y;
• 111<1110 - Y এর একটি বড় তৃতীয় বিট রয়েছে এবং X এর নীচের বিটে বড় মান কোন ব্যাপার নয়, X<>

এই ধরনের তুলনার বাস্তবায়ন I-NE, OR-NE বেস এলিমেন্ট লজিক সার্কিটগুলিতে তৈরি করা যেতে পারে, তবে অফ-দ্য-শেল্ফ পণ্যগুলি ব্যবহার করা সহজ। উদাহরণস্বরূপ, 4063 (CMOS), 7485 (TTL), ঘরোয়া K564IP2 এবং মাইক্রোসার্কিটের অন্যান্য সিরিজ। তারা 2-8 বিট তুলনাকারী তথ্য ইনপুট এবং নিয়ন্ত্রণ ইনপুট একটি সংশ্লিষ্ট সংখ্যা সঙ্গে. ডিজিটাল তুলনাকারীদের আউটপুট বেশিরভাগ ক্ষেত্রে 3:

• আরো
• এর চেয়ে কম
• সমান.

এনালগ ডিভাইসের বিপরীতে, বাইনারি তুলনাকারীদের ইনপুটগুলিতে সমতা একটি অবাঞ্ছিত পরিস্থিতি নয় এবং তারা এটি এড়াতে চেষ্টা করে না।

এই ধরনের ডিভাইস বুলিয়ান বীজগণিত ফাংশন ব্যবহার করে সহজেই তৈরি করা যেতে পারে। বিকল্পভাবে, অনেক মাইক্রোকন্ট্রোলারে আলাদা বাহ্যিক পিনের সাথে অন-বোর্ড অ্যানালগ তুলনাকারী থাকে, যা অভ্যন্তরীণ সার্কিটকে 0 বা 1 হিসাবে দুটি মান তুলনা করার জন্য একটি প্রস্তুত ফলাফল দেয়। এটি ছোট কম্পিউটার সিস্টেমের সম্পদ সংরক্ষণ করে।

যেখানে একটি ভোল্টেজ তুলনাকারী ব্যবহার করা হয়

তুলনাকারী অ্যাপ্লিকেশনের বিস্তৃত পরিসরে ব্যবহৃত হয়। উদাহরণস্বরূপ, এটি একটি থ্রেশহোল্ড রিলে তৈরি করতে ব্যবহার করা যেতে পারে। এর জন্য একটি সেন্সর প্রয়োজন যা যেকোনো মানকে ভোল্টেজে রূপান্তর করে। এই ধরনের মান হতে পারে:

• আলোকসজ্জা স্তর;
• শব্দ স্তর;
• পাত্র বা ট্যাঙ্কে তরল স্তর;
• অন্য কোনো মান।

তুলনাকারীর প্রতিক্রিয়া স্তর সেট করতে potentiometer ব্যবহার করা যেতে পারে। আউটপুট সংকেত নির্দেশক বা actuator একটি কী মাধ্যমে দেওয়া হয়.

হিস্টেরেসিস বাড়ানো হলে, তুলনাকারী শ্মিট ট্রিগার হিসাবে কাজ করতে পারে। যখন একটি ধীরে ধীরে পরিবর্তিত ভোল্টেজ ইনপুটে প্রয়োগ করা হয়, তখন আউটপুট হয় পৃথক সংকেত খাড়া প্রান্ত সঙ্গে.

দুটি উপাদান একটি ডুয়াল-থ্রেশহোল্ড তুলনাকারী, বা উইন্ডো তুলনাকারীতে সংযুক্ত করা যেতে পারে।

এখানে, থ্রেশহোল্ড ভোল্টেজ প্রতিটি তুলনাকারীর জন্য আলাদাভাবে সেট করা হয়েছে - সরাসরি ইনপুটে উপরেরটির জন্য, বিপরীত ইনপুটে নীচেরটির জন্য। বিনামূল্যে ইনপুট একত্রিত করা হয় এবং পরিমাপ ভোল্টেজ তাদের প্রয়োগ করা হয়. আউটপুট "মাউন্টিং OR" সার্কিট অনুযায়ী সংযুক্ত করা হয়। যখন ভোল্টেজ সেট উপরের বা নিম্ন সীমা অতিক্রম করে, তুলনাকারীগুলির মধ্যে একটি আউটপুটে একটি উচ্চ স্তর দেয়।

একটি বহু-স্তরের তুলনাকারীকে বিভিন্ন উপাদান থেকে একত্রিত করা হয়, যা একটি রৈখিক ভোল্টেজ নির্দেশক হিসাবে ব্যবহার করা যেতে পারে, বা একটি মান যা ভোল্টেজে রূপান্তরিত হয়। চার স্তরের জন্য সার্কিটটি এরকম হবে:

এই সার্কিটে, প্রতিটি উপাদানের ইনপুটে একটি ভিন্ন রেফারেন্স ভোল্টেজ প্রয়োগ করা হয়। ইনভার্টিং ইনপুটগুলি একসাথে সংযুক্ত থাকে এবং পরিমাপ করার সংকেত তাদের কাছে আসে। ট্রিগারিং স্তরে পৌঁছে গেলে, সংশ্লিষ্ট LED আলো জ্বলে ওঠে। যদি নির্গত উপাদানগুলি একটি লাইনে সাজানো থাকে তবে আপনি একটি হালকা বার পাবেন, যার দৈর্ঘ্য প্রয়োগকৃত ভোল্টেজের স্তর অনুসারে পরিবর্তিত হয়।

একই সার্কিট একটি এনালগ-টু-ডিজিটাল রূপান্তরকারী (ADC) হিসাবে ব্যবহার করা যেতে পারে। এটি ইনপুট ভোল্টেজকে একটি সংশ্লিষ্ট বাইনারি কোডে রূপান্তর করে। ADC-তে যত বেশি উপাদান অন্তর্ভুক্ত করা হয়, সংখ্যার ক্ষমতা তত বেশি, রূপান্তর তত বেশি সঠিক। অনুশীলনে, লাইন কোডটি ব্যবহার করা অসুবিধাজনক এবং এটি একটি এনকোডারের সাহায্যে সাধারণ কোডে রূপান্তরিত হয়। এনকোডার লজিক উপাদানের উপর তৈরি করা যেতে পারে, তৈরি মাইক্রোসার্কিট ব্যবহার করুন বা উপযুক্ত ফার্মওয়্যার সহ রম ব্যবহার করুন।

পেশাদার এবং অপেশাদার সার্কিট্রিতে তুলনাকারীদের প্রয়োগের ক্ষেত্রটি বিস্তৃত। এই উপাদানগুলির উপযুক্ত প্রয়োগ বিস্তৃত কাজগুলি সমাধান করতে দেয়।

সম্পরকিত প্রবন্ধ: