22. El comparador¶
El comparador es un circuito electrónico semejante al amplificador operacional, con la diferencia de estar especializado en dar una salida digital, que se conecta a la tensión positiva o a la tensión negativa de alimentación, sin entregar tensiones intermedias.
Símbolo del comparador.¶
Los terminales del comparador son los mismos terminales que tiene un amplificador operacional. La diferencia entre ambos consiste en su funcionamiento interno, mucho más rápido y especializado en dar salidas todo-nada.
- Terminales del comparador real:
- Terminal de entrada negativo.
- Terminal de entrada positivo.
- Terminal de salida.
- Terminal de alimentación positiva.
- Terminal de alimentación negativa.
Funcionamiento¶
Un comparador es un componente electrónico semejante al amplificador operacional. Tiene dos terminales de entrada de tensión que se comparan entre sí y un terminal de salida que entrega una tensión que depende de la tensión de entrada que sea mayor. Si la entrada positiva tiene una tensión mayor que la entrada negativa, la tensión de salida será positiva. Al revés, si la entrada negativa tiene una tensión mayor que la entrada positiva, la tensión de salida será negativa.
La diferencia del comparador con respecto al amplificador operacional consiste en que su salida está preparada para entregar valores extremos. La salida se conectará a la tensión de alimentación positiva o a la tensión de alimentación negativa. Este circuito no está preparado para dar valores de tensión intermedios.
Una ventaja del comparador consiste en que su respuesta es mucho más rápida que la respuesta de un amplificador operacional equivalente.
Simulación¶
En el siguiente circuito podemos ver un comparador funcionando como detector de luminosidad. El circuito enciende una lámpara cuando el detector de luz detecta poca luminosidad en el exterior de la casa.
Este comparador tiene una salida que se denomina en "colector abierto" y eso significa que solo es capaz de conectar la salida a tensión negativa. Por lo tanto el circuito necesita que se añada la resistencia R4 para conseguir una tensión positiva a la salida.
Esta resistencia R4 se denomina resistencia de pull-up porque 'levanta' la tensión de salida hacia valores positivos.
Ejercicios¶
Dibuja el símbolo de un comparador.
Explica con tus palabras el funcionamiento de un comparador.
¿Cuántos terminales tiene un comparador real? ¿Para que sirve cada uno?
¿Qué diferencias tiene un comparador respecto a un amplificador operacional?
¿Qué es una resistencia de pull-up y para qué sirve?
¿Por qué es necesaria una resistencia de pull-up en algunos comparadores?
¿Qué tipo de realimentación crees que tiene el circuito de la simulación? Razona tu respuesta.
Dibuja un circuito que utilice un comparador para detectar la luminosidad ambiente y que encienda una lámpara cuando el ambiente sea oscuro.
Modifica la simulación anterior para que la lámpara se encienda cuando haya mucha luz en el sensor y que se apague cuando haya poca luz.