Comparador regenerativo con amplificador operacional

Comparador regenerativo con Amp. Op. (Disparador schmitt)

Generador de onda cuadrada

Cuando se utiliza un comparador en su configuración básica, existe el inconveniente de que solo es necesario que la entrada a comparar tenga un nivel ligeramente diferente al de referencia para que la salida pase a saturación positiva o negativa.

Ver que el comparador en configuración básica está en abierto (no tiene resistencias de realimentación para controlar la ganancia del operacional) y su ganancia es máxima. (saturación, ya sea positiva o negativa)

Esto significa que la señal a comparar debe ser una señal libre de ruidos, (ver línea roja en el segundo gráfico) pues estos causarían que haya tensiones de salida falsas. Si una señal de entrada de 0.01 voltios fuera afectada por ruido que tuviera una amplitud de 0.5 voltios pico-pico.

Esta señal aun estando en la parte positiva del gráfico, tendría un valor negativo no deseado de: 0.01 – 0.25 = – 0.16 voltios (valor negativo) salida errónea

Para evitar estas salidas falsas en el comparador se utiliza la realimentación positiva en el circuito. Esta realimentación explica el nombre de comparador regenerativo dada a este circuito. Ver el gráfico de arriba. La tensión de realimentación es la que aparece en el resistor Rb, y se aplica a la entrada no inversora del amplificador operacional y se obtiene con ayuda de la fórmula: Vrealim = +/- Rb x Vsat/(Ra + Rb).

• + Vrealimentación = VHL
• – Vrealimentación = VLH

(ver signos “+” y “–” que indican que hay dos tensiones de realimentación, una positiva y una negativa). Analizar el gráfico inferior de izquierda a derecha.

• Cuando Ventrada < VHL entonces la Salida = V+ (voltaje de saturación positivo)
• Cuando Ventrada > VHL entonces la Salida = V- (voltaje de saturación negativo)
• La salida se mantendrá en voltaje de saturación negativa mientras la onda triangular este por encima de VHL, después pase por (0) y seguirá así hasta…
• Cuando Ventrada < VLH entonces la salida = V+ (voltaje de saturación positivo)
• Cuando Ventrada > VLH entonces la salida = V+ (voltaje de saturación positivo) y se mantendrá así hasta …
• Cuando Ventrada > VHL entonces la Salida = V- (voltaje de saturación negativo)

Este circuito también se utiliza como generador de onda cuadrada partiendo de una onda triangular, como se puede ver del gráfico anterior. Este tipo de circuito, debido a su configuración, tiene una “curva de histéresis” debido a que la salida solo pasa de saturación positiva a negativa y viceversa cuando Ventrada excede a los valores de tensión de realimentación tanto positiva como negativa. Ver: Histéresis