Tipos de comparadores: explorando variações para comparações precisas

Comparações precisas e precisas são a base da análise de sinais e dos sistemas eletrônicos. Para conseguir isso, é essencial uma compreensão abrangente dos diferentes tipos de comparadores. Projetados para avaliar sinais com diferentes frequências, amplitudes e propriedades eletrônicas, esses comparadores desempenham um papel crucial na determinação de relações e valores relativos entre sinais. Ao examinar em profundidade as diferentes categorias desses comparadores lineares e não lineares, pode-se obter informações valiosas sobre suas funções individuais, aplicações e vantagens inerentes. Esses dispositivos encontram seu uso crítico em relés estáticos, onde comparam múltiplas entradas e fornecem saídas com base nessas comparações. Este estudo das variantes do comparador ilustra sua importância crucial em muitas aplicações tecnológicas.

Comparadores em análise de sinais e relés estáticos

Para fazer comparações precisas e precisas, é essencial um conhecimento sólido dos diferentes tipos de comparadores – dispositivos que comparam sinais com diferentes frequências, amplitudes e propriedades eletrônicas. Esses comparadores lineares ou não lineares são cruciais para determinar a relação ou os valores relativos dos sinais que avaliam. O exame desses diferentes comparadores lhe dará informações valiosas sobre seus recursos, aplicações e benefícios exclusivos. A utilização de qualquer comparador para avaliar sinais eletrônicos, independentemente de possuírem frequências ou amplitudes diferentes, destaca seu importante papel em diversas aplicações tecnológicas.

O comparador faz parte de um relé estáticoque recebe duas ou mais entradas para comparar e gera uma saída com base na comparação.

Explore os diferentes tipos de comparadores

O diferente Tipos de comparadores São;

1. Comparador de amplitude
2. Comparador de fases
3. Comparador híbrido

Comparador de amplitude

A Comparador de amplitude compara a magnitude de duas variáveis ​​de entrada, independentemente do ângulo entre elas. Uma das variáveis ​​de entrada é o tamanho da empresa, a outra é uma variável limitante.

Quando a amplitude da grandeza operacional excede a da área de retenção, o relé envia um sinal de disparo ao disjuntor.

• O comparador de amplitude compara dois vetores, A e B
• Produz uma saída: a diferença algébrica entre os valores A e B
• A saída é +ve se A > B
• A saída é –ve se A < B
• A saída é zero se A = B

Comparação por proporção:

• A saída é >1 se A > B
• Saída <1 se A < B
• A saída é zero se A é zero.

Tipos de amplitude do comparador.

1. Integrando comparador
2. Comparador instantâneo
3. Comparador de amostragem

Integrando comparador

• Tipo de corrente circulante
• Tipo de contratensão

Tipo de corrente circulante

Também pode ser usado como relé de impedância. Duas pontes retificadoras podem ser dispostas conforme mostrado na figura abaixo para atuar como um comparador de amplitude do tipo circulação.

O po/2016/07/distance-protection-impedance-relay funciona quando S₁>S₂ Onde é₁=K₁EU₁ e S₂ =K₂EU₂. Este arranjo resulta em um relé sensível cuja tensão pode ser representada pela curva característica VI da figura.

Tipo de contratensão

Este tipo funciona com sinais de entrada de tensão derivados de TPs. A operação depende da média tensão retificada (V1-V2) Diferença. Aqui os retificadores não estão protegidos contra correntes mais altas. O relé é ativado quando V1 >V2.

Comparador instantâneo

O sinal de retenção é retificado e totalmente suavizado para obter um efeito de retenção uniforme.

Isto é então comparado com o valor de pico de um sinal operacional que pode ou não ser retificado, mas é suavizado. O sinal de disparo é fornecido quando o sinal operacional excede o nível da restrição. O diagrama de blocos é mostrado na figura acima. Como esse método envolve suavização, o processo é lento. Um método mais rápido é a divisão de fases. As formas de onda do comparador de amplitude instantânea são mostradas na figura abaixo antes da retificação e o circuito de média pode ser eliminado.

Comparador de amostragem

Ele foi projetado especificamente para uso em circuitos sample-and-hold ou circuitos track-and-hold. Um comparador de amostragem é um tipo especial usado em sistemas que requerem amostragem e retenção de sinais analógicos. Seu principal objetivo é capturar com precisão o valor instantâneo de um sinal de entrada durante a fase de amostragem e manter esse valor durante a fase de retenção. Comparadores de amostragem são comumente usados ​​em diversas aplicações, incluindo:

• Conversores analógico-digitais (ADCs)
• Amostra e retenção de circuitos
• ADCs aninhados no tempo

Recursos e propriedades

Os principais recursos e propriedades de um comparador de amostragem incluem:

Resposta rápida: Os comparadores de amostragem são projetados para tempos de resposta rápidos. Eles devem se estabilizar rapidamente no nível do sinal de entrada durante a amostragem para capturar o valor preciso da tensão.

Baixa tensão de deslocamento: A tensão de deslocamento é a diferença de tensão necessária nas entradas de um comparador para que sua saída mude de estado. Para comparadores de amostragem, minimizar a tensão de deslocamento é fundamental para amostrar e armazenar com precisão o sinal de entrada.

Deriva baixa: Deriva é a mudança na tensão de deslocamento ao longo do tempo ou devido a flutuações de temperatura. Em comparadores de amostragem, é desejável um desvio baixo para manter a precisão do valor amostrado durante o período de espera.

Alta impedância de entrada: Os comparadores de amostragem normalmente têm uma alta impedância de entrada para minimizar o efeito de carga no sinal de entrada durante a fase de amostragem. Isto garante que a impedância de entrada do comparador não afete significativamente o valor amostrado.

Alto ganho em marcha lenta: Um alto ganho de circuito aberto permite que o comparador responda rapidamente a pequenas diferenças de tensão entre o sinal de entrada e a tensão retida durante a fase de retenção. Isso ajuda a manter a precisão do valor armazenado.

Comparador de fases

A técnica de comparação de fases é frequentemente usada para todos os relés práticos de direção, distância, diferencial e portadora.

Se os dois sinais de entrada S₁ e S_2, A saída ocorre quando as entradas têm uma relação de fase dentro dos limites especificados.

Ambas as entradas devem existir para que a saída ocorra. A operação independe de seus tamanhos e depende apenas deles relacionamento de fase. As figuras a seguir mostram que o comparador de fase é uma forma simples. A função é definida pelo limite de operação de fronteira e é representada pelas linhas retas a partir da origem do plano S.

A condição operacional é β₁< θ < β₂.

θ é o ângulo através do qual S₂ terras S₁Se β₁ =β₂ =90^Óo comparador é chamado comparador de cosseno, e se β₁=0 e β₂=180^ÓÉ um Comparador senoidal.

Resumindo, Um comparador de fase compara duas variáveis ​​de entrada em ângulo de fase (vertical) independentemente do tamanho e funciona se o ângulo de fase entre eles < 90.

Existem dois Tipos de comparadores de fase:

1. Comparador de produtos vetoriais
2. Comparador de fases do tipo coincidência.

Comparador de produtos vetoriais

Este comparador detecta o produto vetorial ou divisão entre duas ou mais quantidades. A saída é, portanto, A, B ou A/B.

comparador de coincidência

Vamos considerar dois sinais, p₁ e S₂O período de coincidência de S₁ e S₂ depende da diferença de fase entre S₁ e S₂. A figura a seguir mostra o encontro de S₁ e S₂ se S₂ manca S₁ por menos que π/2, ou seja, θ.

O período da reunião de S₁ e S₂ com uma diferença de fase de θ, Ψ = 180^Ó –θ. Várias técnicas são usadas para medir o período de coincidência. Dois dos mais importantes são

1. Cara Ótimo Método (comparação direta de fases)
2. Tipo Coincidência – Comparador de Fase Integrante

Comparador híbrido

Este tipo de comparador compara a magnitude e a fase das variáveis ​​de entrada. Então é uma forma mista.

No Comparador híbridoSão usados ​​comparadores de amplitude e de fase. Os sinais de entrada são fornecidos a um comparador de fase. O sinal de saída do comparador de fase é fornecido ao comparador de amplitude.

Os relés de impedância estática que comparam V e I são geralmente comparadores híbridos.

Indicador de Nível

O detector de nível determina o nível de sua entrada em relação a uma determinada configuração.

Se a entrada I exceder o nível (L) e a saída (O) do detector de nível exceder, o estágio de saída do relé recebe um sinal de disparo através de um amplificador.

Conclusão

Perguntas frequentes

O que são comparadores de amplitude e fase e como funcionam?

Os comparadores de amplitude e fase são dispositivos para comparar amplitudes e fases de sinais. Eles analisam formas de onda usando um detector de fase e determinam a relação de fase e a magnitude entre os sinais de entrada e de referência.

Quais são os principais componentes e vantagens dos comparadores de amplitude?

Os comparadores de amplitude consistem em componentes importantes como “Top” para respostas mais rápidas e “Spectrum” para analisar componentes de frequência e fornecer resultados precisos em sistemas digitais.

Como os comparadores de amplitude e fase contribuem para a análise de sinal?

Eles usam amostras de sinais de entrada em malhas de controle e expressões, fornecendo informações valiosas para análises precisas de sinais em sistemas digitais.

Quais são as vantagens de usar comparadores de amplitude e fase em tecnologia?

Os comparadores de amplitude permitem fácil comparação da intensidade do sinal. Eles determinam se os sinais estão em uma determinada faixa e julgam se os sinais estão em fase ou não.

Qual o impacto dos comparadores de amplitude e fase no custo do sistema e na eficiência do espaço?

Ao utilizar equipamentos baratos e otimizar o projeto, os engenheiros podem reduzir custos e economizar espaço sem comprometer a precisão do sistema.