Comparadores de tensão

Os comparadores de tensão são utilizados para comparar dois sinais distintos, em que um deles pode ser utilizado como valor de referência (V_R).

Conforme vimos anteriormente, em malha aberta (sem realimentação), o ganho do amp-op é muito elevado (idealmente infinito), então a saída Vout será saturada pela alimentação +V ou -V.

A figura (a) ilustra um comparador não-inversor à esquerda e um comparador inversor à direita (b). V_in representa o sinal de entrada. Essa nomenclatura vem da palavra in, entrada em inglês, da mesma forma que V_out , representa a saída, out. Repare que no circuito “a”, a entrada está ligada no terminal +. Já no circuito “b”, ele está ligado na entrada inversora, -.

Utilizando a entrada V+ para o sinal que queremos comparar Vin e a entrada V- para o sinal de referência VR, temos um comparador não inversor, que terá comportamento descrito pelas regras a seguir:

De forma contrária, no comparador inversor o sinal Vin é aplicado à entrada V- e o sinal de referência VR à V+. Para esta configuração, teremos assim:

Esse poder de comparação entre dois sinais é extremamente útil em circuitos eletrônicos. Imagine por exemplo que o sinal Vr é uma tensão de referência de 5V. Quando ligamos um sensor na entrada, podemos comparar o valor daquele sensor a um nível de tensão específico.

Por exemplo: estamos trabalhando com um sensor de pressão. Imagine que para cada 1Kg colocado em cima do sensor, temos um aumento de 0,5V. Uma tensão de 5V vai representar quantos quilos? 10, não é verdade?

Utilizando o circuito acima, podemos fazer com que uma sirene seja acionada caso a massa sob o sensor seja maior do que 10 quilos!

Um caso especial muito utilizado é a comparação com V_R = 0, em que se deseja descobrir se um dado sinal é positivo ou negativo. Neste caso, liga-se a entrada de V_R ao terra, que idealmente tem tensão 0V. A Figura 2 ilustra como é a função de saída do circuito para o caso não inversor (a) e o inversor (b).