Banyak konsep dasar di dunia teknis yang sulit untuk ditangani karena betapa menipu maknanya. Sayangnya, Histeresis adalah salah satu konsep dasar itu.
Anda mungkin telah mencoba mencari konsep hanya untuk menyerah atau menemui sesuatu yang begitu rumit dan lama Anda ingin menyerah. Tapi, jangan khawatir, kami punya solusinya!
Untungnya, kami menulis artikel ini untuk memecah konsep opamps Hysteresis menjadi panduan sederhana namun komprehensif.
Apakah kamu siap? Kalau begitu, mari kita mulai!
Diagram Opamps
Topik opamps Histeresis akan mulai masuk akal setelah kita mendefinisikan kata Histeresis. Sederhananya, Histeresis berarti tertinggal atau mengikuti atau menolak perubahan dari keadaan sebelumnya. Plus, di bidang teknik, Histeresis menggambarkan operasi non-simetris, atau dengan kata sederhana, jalur dari A ke B berbeda dari B ke A.
Terlebih lagi, Anda dapat menemukan Histeresis di bidang magnetisme, deformasi non-plastik, dan tentu saja, sirkuit elektronik seperti opamp (yang berfungsi sebagai pembanding).
Pembanding Terkunci Khusus Dinamis
Untuk menguraikannya lebih lanjut, mari kita lihat contoh sederhana untuk membantu memahami apa arti Histeresis di opamps.
Saat Anda menghubungkan relai 12 volt ke catu daya variabel dan perlahan-lahan menaikkan tegangan suplai input dari 0 – 12, Anda akan melihat bahwa di sekitar 11 volt, relai akan aktif.
Jadi, biasanya, jika Anda mengurangi tegangan ini, relai harus dimatikan. Tapi, bukan itu masalahnya. Relai hanya akan mati setelah tegangan turun jauh di bawah 9 volt.
Perbedaan antara ambang batas pengaktifan dan penonaktifan relai adalah apa yang kita sebut sebagai lag tegangan, dan lag tegangan inilah yang kita sebut sebagai Histeresis.
Sekarang, Histeresis dapat memiliki efek buruk pada sirkuit elektronik seperti sirkuit BJT tunggal, dan ini mencegah Anda mempertahankan tingkat ambang batas tetap pada jalur Anda. Jadi, sering kali, level histeresis dikurangi ke level kecil yang memungkinkan—untuk mempertahankan kontrol atas nilai ambang sirkuit.
Sebaliknya, rangkaian opamps efektif untuk menghindari efek histeresis saat menangani operasi tertentu. Untuk sebagian besar rangkaian pengisi daya baterai opamp, tidak adanya Histeresis menjadi kerugian yang signifikan.
Dengan demikian, ini akan membantu memasukkan efek histeresis di sirkuit opamps Anda.
Di sisi lain, sebagian besar komparator dilengkapi dengan Histeresis bawaan, dan komparator ini biasanya memiliki nilai antara 5mV hingga 10mV. Selain itu, Histeresis internal dari komparator analog ini membantu mereka mencegah osilasi dari umpan balik parasit dalam jumlah minimal.
Namun, kebisingan eksternal dengan amplitudo yang lebih besar dapat memblokir Histeresis internal dari komparator ini, meskipun cukup untuk menghentikan osilasi sendiri. Dalam situasi seperti ini, hanya memasukkan Histeresis eksternal akan menyelesaikan masalah.
Meskipun Histeresis tidak diinginkan di beberapa sirkuit, itu masih berharga untuk sirkuit analog karena membantu mengontrol switching di sirkuit dengan transistor. Dengan demikian, Anda dapat menggunakan Histeresis dalam rangkaian komparator untuk mengatur siklus kerja dari bentuk gelombang keluaran.
Catatan:Opamp dan komparator adalah dua komponen penting dan setara dalam rangkaian ini. Lebih penting lagi, sebuah opamp dapat berfungsi sebagai komparator, tetapi tidak semua komparator dapat berfungsi sebagai penguat .
Untuk alasan ini, kedua istilah dapat bekerja secara bergantian karena Histeresis penting untuk kedua sirkuit. Selain itu, memahami cara kerja sirkuit ini sangat membantu dalam memahami cara kerja Histeresis dalam kursus lanjutan.
Sekarang, membandingkan dua sirkuit terintegrasi standar dengan opamp dan komparator membuatnya lebih mudah untuk memahami bagaimana Histeresis bekerja di beberapa sirkuit ini dan bagaimana menggunakannya untuk mengubah perilaku switching sirkuit ini sesuai keinginan Anda.
Perbandingan IC dengan Kedua Komponen
Kesan pertama yang Anda dapatkan dari diagram di atas adalah betapa miripnya kedua komponen tersebut. Namun, ada perbedaan, seperti komparator menjadi emitor yang di-ground sedangkan opamp tidak. Untuk alasan ini, output komparator bekerja dengan baik untuk saturasi. Di sisi lain, produksi penguat operasional bekerja lebih baik untuk operasi linier.
Sirkuit Terintegrasi
Histeresis dalam rangkaian komparator sederhana bertanggung jawab untuk menghasilkan perilaku switching yang stabil. Ketika Anda menambahkan resistor umpan balik positif, itu menciptakan histeresis di jalur, yang menetapkan ambang batas untuk beralih setiap kali sinyal input meningkat atau menurun.
Inilah bagian yang sulit.
Kebisingan palsu pada sinyal input dapat mempengaruhi seluruh proses. Dengan demikian, menghasilkan beberapa transisi saat sinyal input meningkat. Jadi, menambahkan Histeresis ke rangkaian komparator akan mengatasi kesalahan peralihan yang disebabkan oleh noise.
Histeresis dalam opamp mirip dengan bagaimana umpan balik positif menciptakan tegangan histeresis di komparator (bukan tegangan negatif). Dengan demikian, ini memungkinkan opamp untuk membentuk rangkaian pemicu Schmitt.
Di sinilah hal-hal menjadi menarik.
Saat Anda menggerakkan penguat operasional sebagai rangkaian loop tertutup ke saturasi (dengan Histeresis), output akan jenuh dan memberi Anda hasil yang sama seperti yang Anda dapatkan dari komparator. Ini berfungsi untuk input pembalik dan input non-pembalik.
Pembanding tanpa Histeresis
Berikut adalah rangkaian komparator standar tanpa Histeresis. Untuk rangkaian ini, jaringan pembagi tegangan, Rx dan Ry, menciptakan tegangan ambang minimum yang digunakan oleh kursus. Jadi, komparator menilai dan membandingkan rentang tegangan input (Vin) dengan tegangan ambang tetap (Vth) untuk menemukan hubungan antara tegangan.
Sekarang, menghubungkan tegangan umpan masukan (yang ingin Anda bandingkan) ke masukan pembalik sirkuit akan menghasilkan keluaran dengan polaritas terbalik.
Jadi, setiap kali perbedaan tegangan arus bias input lebih signifikan daripada ambang batas, output akan bergerak lebih dekat ke suplai negatif. Demikian juga, output komparator akan bergerak lebih dekat ke rel suplai positif jika titiknya lebih tinggi dari tegangan referensi input.
Meskipun teknik ini memiliki keuntungan, seperti memutuskan apakah suatu sinyal berada di atas ambang batas yang ditetapkan, teknik ini memiliki satu masalah. Noise pada sinyal input dapat membuat beberapa transisi baik di atas maupun di bawah titik tetap, yang memicu hasil yang berfluktuasi.
Keluaran Pembanding tanpa Histeresis
Anda dapat melihat beberapa transisi dalam diagram di atas. Bayangkan sinyal input sebagai parameter suhu, dan outputnya adalah aplikasi suhu kritis untuk membuat segalanya lebih transparan. Sekarang, sinyal output yang tidak konsisten mungkin tidak memberikan hasil yang diinginkan.
Atau, bayangkan Anda membutuhkan keluaran komparator untuk menjalankan motor atau katup. Sinyal yang berfluktuasi akan menghidupkan/mematikan katup beberapa kali dalam situasi ambang kritis.
Untungnya, ini adalah masalah yang diselesaikan oleh Hysteresis karena ini sepenuhnya melawan sinyal goyah saat berpindah ambang batas dan memberikan semacam kekebalan terhadap noise.
Sirkuit pembanding dengan Histeresis
Sekarang, inilah diagram rangkaian komparator dengan Histeresis. Di sini, resistor RH berfokus pada tingkat ambang batas Histeresis. Jadi, setiap kali tegangan output menjadi logika tinggi (5V), RH akan paralel Rx. Dengan demikian, memungkinkan arus searah ekstra mengalir ke Ry dan meningkatkan batas ambang (VH) menjadi 2,7v. Selain itu, respons output tidak akan berubah ke logika rendah jika arus input tidak lebih tinggi dari tegangan ambang (2.7v).
Namun, ketika output pada logika rendah, Rh menjadi sejajar dengan Ry. Dengan demikian, mengurangi arus yang mengalir ke Ry dan menjatuhkan tegangan ambang t0 2.3v. Sekarang, untuk kembali ke logika tinggi (5V), sinyal input harus lebih rendah dari 2,3 v.
Jadi, untuk menguraikan desain komparator histeresis, kita akan melihat skema, komponen, dan desainnya.
Perhatikan diagram di bawah ini:
Skema Sirkuit Pembanding Histeresis
Rumus Desain Pembanding Histeresis
Untuk desain, kita dapat menggunakan persamaan (1) dan (2) untuk memilih nilai resistor untuk membuat tegangan ambang histeresis Anda (yaitu, VH dan VL). Selain itu, Anda harus memilih RX dengan satu nilai.
Kami memutuskan bahwa RX kami akan memiliki peringkat 100k. Kami memilih peringkat ini sehingga RX akan bekerja untuk meminimalkan undian saat ini. Di sisi lain, kami menerapkan Rh dengan nilai 576k. Jadi, kami mengkonfirmasi persamaan (1) dan (2) pada lampiran A:Rh/Rx =VL/VH – VL.
Pembanding sangat membantu dalam membedakan antara dua level sinyal. Misalnya, Anda dapat menggunakan pembanding untuk membedakan antara kondisi suhu normal dan suhu berlebih.
Juga, variasi noise atau sinyal pada ambang batas untuk perbandingan menghasilkan beberapa transisi. Jadi, keuntungan Histeresis dalam rangkaian komparator adalah ia memperbaiki titik bawah dan atas untuk menyelesaikan masalah banyak transisi.
Nah, itulah penutup artikel ini; jika Anda memiliki pertanyaan, jangan ragu untuk menghubungi kami.
Teknologi Industri
Sensor Sidik Jari Sirkuit sensor sidik jari adalah ide proyek yang sempurna bagi seorang insinyur atau desainer untuk membuat aplikasi keamanan. Karena sidik jari unik untuk setiap individu, sensor menambahkan lapisan keamanan ekstra untuk sistem keamanan apa pun yang Anda rencanakan untuk diban
Apakah Anda seorang insinyur atau desainer yang mencari SBC yang sempurna untuk aplikasi komputer mini Anda? Kemudian, Khadas VIM3 adalah pilihan ideal yang Anda butuhkan. Komputer Papan Tunggal (SBC) VIM 3 SBC adalah SBC berukuran kecil dengan perangkat keras canggih yang memastikan kinerja mak
Akrilik, juga dikenal sebagai Polymethyl Methacrylate, atau PMMA, adalah polimer bening alami yang tidak berwarna yang diterima secara luas sebagai alternatif untuk kaca. Ini ringan dan tahan lama, memiliki ketahanan terhadap pecah, goresan, pelapukan, sinar UV, dan keausan lingkungan. Akrilik juga
Pemesinan Computer Numerical Control (CNC) adalah proses manufaktur subtraktif modern, efisien, dan otomatis yang memungkinkan produsen membuat komponen berulang dengan kualitas konsisten dari berbagai bahan, termasuk plastik, logam, dan komposit. Saat ini, suku cadang mesin CNC dapat ditemukan di b
