Tricky Circuit

Оконный компаратор

Найди допустимую середину

Компаратор сравнивает напряжения и выбирает высокий или низкий уровень. Оконный компаратор объединяет два сравнения: находится ли вход между нижним и верхним пределами. Ширина окна — их разность. Здесь высокий выход только строго внутри интервала.

Открыть интерактивный опыт

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЙ СТОЛ

Меняй настройки схемы, предсказывай показания и проверяй решение задания. Это учебные модели; допущения объяснены в каждом уроке.

Войди, чтобы сохранять прогресс. Прогресс гостя хранится на этом устройстве.

Открыть лабораторию в полном окне

Как это работает

Идеальные уровни 0 V/5 V, без задержек, шума и памяти. Равенство на любой границе намеренно снаружи. Два предела не создают автоматически гистерезис, где прошлое состояние влияет на переключение.

Vlow и Vhigh — нижний и верхний пороги. Vout = 5 V только при Vlow < Vin < Vhigh, иначе 0 V. Ширина окна Vhigh − Vlow. В модели переход границы меняет решение сразу.

Сложность

  1. Собери · Наблюдай

    Включи вход 2.5 V, нижний предел 1 V, верхний 4 V. Получи 5 V.

    Нужна подсказка?

    Vin=2.5 V; Vlow=1 V; Vhigh=4 V → 5 V

  2. Исследуй · Исследуй

    Оставь пределы 1 V и 4 V. Поставь вход ровно 1 V. Получи 0 V.

    Нужна подсказка?

    Vin=Vlow=1 V; Vhigh=4 V → 0 V

  3. Реши сам · Реши

    Оставь пределы 1 V и 4 V. Поставь вход ровно 4 V. Получи 0 V.

    Нужна подсказка?

    Vin=Vhigh=4 V; Vlow=1 V → 0 V

Дополнительные материалы и карточки схем

Оконный компаратор

Слишком мало и слишком много могут одинаково мешать. Оконный детектор отмечает середину, например проверяет попадание показания датчика в допуск.

Vlow < Vin < Vhigh → Vout = 5 V; Vin ≤ Vlow ∨ Vin ≥ Vhigh → Vout = 0 V

Должны совпасть два условия: выше нижнего и ниже верхнего порога. Правило равенства выбрано для обучения, а не гарантировано аппаратно.

Полезная связь

Один выход соответствует многим входам: высокий означает внутри, а не точное положение.

За пределами модели

Движение вверх и вниз даёт один результат. Схема не хранит состояние.

Ошибка, которой стоит избежать

Окно проверяет интервал. Зона нечувствительности — диапазон без корректирующего действия в управлении — другая идея; ни то ни другое автоматически не создаёт гистерезис.

Вход точно равен верхнему пределу. Выход модели…

  1. 5 V
  2. 2.5 V
  3. 0 V
Читать дальше

Неравенства строгие, поэтому равенство считается снаружи.

Внутри окна

Вход 2.5 V, пределы 1 V и 4 V.

Оба сравнения верны: выход 5 V.

На границе

Вход 4 V, пределы 1 V и 4 V.

Равенство исключено: выход 0 V.

Попробуй другое изменение

Проверь входы 0.5, 1, 1.5, 3.5, 4, 4.5 V: низко, низко, высоко, высоко, низко, низко. Повтори в обратном порядке.

ti.com