¿Se puede usar un comparador (LM393) como amplificador?

Eche un vistazo a los esquemas básicos de las partes internas que se muestran en las hojas de datos para el LM324 (amplificador operacional normal) y LM393 (comparador) respectivamente: -

Lasetapasdeentradasonbastantesimilares,perolaprimeragrandiferenciaeselcondensadordecompensacióninternodentrodelamplificadoroperacionalLM324(semuestraconuncuadrorojoalrededor).Estacompensaciónaseguraráquecontiposregularesderetroalimentaciónnegativa(incluidoelpeorescenariotípicodeconectarlasalidadirectamentealaentradainversora),elamplificadoroperacionalLM324nosevolveráinestableyoscilará.

Q10yQ11enelLM324sonsoloseguidoresemisores,porloquenohay"ganancia adicional" (es decir, posibles problemas de estabilidad adicional) provenientes de esos transistores y Q12 (LM324), se va a comportar como Q7 en el LM393 Produce mucha ganancia de voltaje.

Claramente, las etapas de salida son muy diferentes con el LM324 que utiliza seguidores de emisor push-pull (sin ganancia) mientras que el LM393 tiene otra etapa de emisor común de alta ganancia formada por Q8.

En resumen, el LM324 tiene una compensación de frecuencia para permitir una amplia variedad de configuraciones de realimentación, mientras que el LM393 no tiene esta compensación y, para empeorar las cosas desde un punto de vista de estabilidad, tiene una etapa adicional de voltaje ganancia.

Si toma los esquemas de la hoja de datos como una guía decente para las partes internas de ambos chips, tiene que concluir que aplicando cantidades "normales" de retroalimentación negativa (para hacer un tipo de op-amp regular amplificador), dará lugar a oscilaciones o problemas de inestabilidad significativos, en particular a bajas ganancias de bucle cerrado.

En cuanto al detalle de las hojas de datos, el LM393 tiene una ganancia de voltaje mínima de 50 V por mili voltio ingresado mientras que el LM324 es solo de 15 V por milivoltio ingresado. Esto confirma la sospecha de mayor ganancia (para el LM393) implicada por los esquemas en las hojas de datos.

Habiendo dicho todo eso, siempre hay métodos para convertir un comparador en un amplificador, pero no hay suficientes pistas en la hoja de datos de LM393 que indiquen un método firme.

Cuando publicaste la pregunta por primera vez, me preguntaba por qué se usaría un comparador como amplificador (aunque fuera posible) porque hay OpAmps que son tan baratos como el LM393 pero que seguramente harían mejor el trabajo. Así que no tiene sentido.

Una idea fue que el comparador se usa en un convertidor \ $ \ Delta \ Sigma \ $ para convertir la señal en una forma digital simple que sea robusta contra la interferencia.

Por eso pedí el esquema.
Ahora que has proporcionado el esquema que vemos que no se usa para amplificarlo como una señal analógica, sino simplemente convertirlo en una Señal digital simple. Eso puede ser útil para algunas aplicaciones donde es suficiente detectar la presencia de una frecuencia de sonido dominante o como un sensor para detectar solo la presencia de cualquier ruido; Pero no llamaría a esta amplificación de una señal de sonido.

Entonces, la pregunta sigue siendo: ¿dónde está la amplificación que se dice que está en la pizarra?

Obviamente, se refieren al JFET (o incluso a un IC completo) que la mayoría de las cápsulas de micrófono electret han integrado:

Imagentomadade ese documento .

Un comparador carece de compensación por lo que, en general, no puede ser estabilizado para actuar como un amplificador en ganancia de unidad fácilmente, si es que depende de la estructura interna.

Sin embargo, en el caso particular del LM393, es posible utilizarlo como un op-amp realmente malo añadiendo un BFC a la salida. (Creo que falta \ $ \ mu \ $ en datasheet y los valores de los condensadores deben ser de 0.5uF, no es eso B ig y F en un C apacitor.).

EstosoloesposibleporqueelcircuitodentrodelafamiliaLM393esmuysimple,porloqueelnodointernoquenormalmenteseusaríaenunamplificadoroperacionalesefectivamenteaccesible.

Un comparador ES es un amplificador, por lo general, sí, se puede usar como un amplificador. ¡No estoy diciendo que sea práctico o fácil, sin embargo!

Un LM393 ES es un amplificador pero está diseñado para ser utilizado como un comparador y, por lo tanto, está diseñado para tener una ganancia muy alta y una salida de colector abierto. Podría cargar la salida del colector abierto con una resistencia para suministrar y aplicar retroalimentación (para reducir la ganancia) de modo que se convierta en un amplificador lineal. Mirando el circuito interno del LM393 debería ser posible.

Pero un desafío podría ser estabilizarlo y hacer que se desempeñe como le gustaría (para un amplificador de retroalimentación lineal).

Un comparador tiene una etapa de salida de colector abierto con corriente limitada.

Puedes usar un pullup R, como 1K y relaciones de retroalimentación negativas, valores mucho más altos para hacer que el amplificador de un pobre tenga un sesgo similar a los amplificadores operacionales.

Después de jugar con uno de estos sensores de sonido un poco, tengo un par de observaciones.

• El LM393 se usa porque es muy barato, probablemente < 10 centavos en qt.

• El LM393 podría utilizarse con algún comentario negativo como Un amplificador pero esto no ha sido probado. Probablemente porque la junta se supone que es una junta de propósito general, que también tiene un precio de $ 2.00

• Hay ganancia cero en el micrófono, a excepción de la función fet incorporada en el micrófono. electret - como se señaló anteriormente. Espere salidas de menos de 100 mv, pero aún así se puede usar si lee el electreto de manera diferente y no intenta limitar la salida, como muestran algunos tutoriales en línea. Tienen que gritar o chasquear los dedos al lado de la cosa para conseguir hacer algo. Aún así, es mejor que compres un electreto y lo sesgues con un puñado de resistencias.

• La salida digital no es estable y tiende a oscilar. tuve menos ruido al agregar un poco de resistencia de pull-up 10K a VCC (esto es de observaciones con un alcance).

• Finalmente, todo es muy delicado y se ajusta el giro de 25 olla para que la luz verde parpadee (básicamente, DC cargando el micrófono) El elemento) es absolutamente necesario.

• basura china de bajo costo: usar un amplificador operacional y un par de mayúsculas resulta en un sensor muy superior, pero bueno, obtienes lo que pagas para. Sospecho que incluso el acoplamiento de CA la entrada al comparador haría Han mejorado infinitamente las cosas. A un costo de alrededor de 1-2 centavos y tres partes.