Anz.	Bezeichnung	Datenblatt
1	Batterie/Spannungsquelle 9V
1	Operationsverstärker TL081
1	Widerstand 470 Ohm
2	Widerstand 10 kOhm
2	Widerstand 100 kOhm
1	Trimmpotentiometer 100 kOhm
1	Standard-Leuchtdiode 3mm oder 5mm	3mm, 5mm

Wie bereits im Lehrgang Operationsverstärker - Analoges Mathegenie erläutert, hat der Operationsverstärker sehr vielfältige Einsatzmöglichkeiten. Aber, in diesem Lehrgang wurde ein Einsatzgebiet ausgelassen. Dies mit gutem Grund. Es ist der Einsatz als Komparator, oder Spannungsvergleicher.

Bei dieser Schaltungsart werden die beiden Eingangsspannungen des Operationsverstärkers verglichen und je nachdem, welche Eingangsspannung höher ist, der Ausgang entsprechend geschaltet.

Da wir hier es uns nicht unnötig schwer machen wollen, verwenden wir der Einfachheit halber wieder den TL081, obwohl dieser als Komparator in der Praxis her weniger geeignet ist. Warum dies so ist, wird am Ende dieses Lehrgangs noch darauf eingegangen.

Die einfachste Version des Komparators ist die, dass man an einem Eingang die zu prüfende Spannung anleget und den anderen Eingang mit der Referenzspannung versorgt.

Bei dieser Schaltung wird der '-'-Eingang mit der Referenzspannung versorgt, welche hier durch die beiden Widerstände auf ca. der Hälfte der Betriebsspannung festgelegt wird. An '+' liegt die zu prüfende Spannung, welche man mit P1 verändern kann. Bei Testen der Schaltung wird man feststellen, dass die LED immer bei ungefähr der Mitte des Potis an beziehungsweise aus geht. Der Operationsverstärker vergleicht also beide Eingangsspannungen miteinander und Schaltung schaltet, je nach Ergebnis dieses Vergleichs, den Ausgang. Das aber immer an der selben Schwelle ein bzw. ausgeschaltet wird, ist in der Praxis auch ein Problem. Man stelle sich vor, die Spannung schwankt ein wenig. So beginnt der Ausgang an zu 'flattern'. Dies muss verhindert werden und das ist auch leicht zu bewerkstelligen.

Um das Flattern des Ausgangs zu verhindern, muss man eine so genannte Hysterese hinzufügen. Diese sorgt dafür, dass erst bei recht hoher Spannung eingeschaltet wird aber erst bei um einiger geringeren Spannung wieder ausgeschaltet wird.

Hierzu werden nur zwei zusätzliche Widerstände benötigt.

Bei dieser Schaltung wurde durch eine Rückkopplung des Ausgangs auf den positiven Eingang eine Hysterese hinzugefügt. Diese Schaltungsart nennt man Mitkopplung oder positive Rückkopplung. Dreht man nun am Poti wird erst kurz vorm Rechtsanschlag die Leuchtdiode eingeschaltet und erst kurz vorm Linksanschlag wieder aus. Die Größe der Hysterese wird vom Verhältnis von R3 und R4 bestimmt. Ändert man z.B. R4 auf einen Wert von 47 kOhm, so ist die Hysterese schon um Einiges geringer.

Für Komparatoren existieren auf dem Markt diverse spezielle Schaltkreise, wie der LM311, welche für Komparatoranwendungen entwickelt sind. Will man eine Komparatorschaltung aufbauen, sollte man eher auf diese speziellen Typen zurück greifen.

Komparator-OPs haben in der Regel einen Open-Collector-Ausgang. Dies ermöglicht meist einen etwas höheren Treiberstrom. Auch kann man hier mehrere OPs mit einer so genannten Wired-Or-Verknüpfung zusammen schalten.

Auch wurden beim Komparator einige Filter-Kondensatoren etc. weg gelassen. Diese sorgen beim normalen OP dafür, dass der Rauschanteil gesenkt wird. Dadurch sind diese zwar besser für Audioanwendungen geeignet, bremsen den Chip aber auch gleichzeitig aus. Somit kann der Komparator in der Regel erheblich höhere Frequenzen verarbeiten und reagiert erheblich schneller. Dies kann schon, für eine Spannungsüberwachung z.B. eine Mikrokontrollerschaltung, lebensrettend sein.

Ein weiterer Punkt sind die möglichen Eingangsspannungen bzw. die maximal erlaubten Differenzen an den Eingängen. OPs erlauben höchstens Eingangsspannungen bis zur Betriebsspannung oder manchmal sogar noch erheblich weniger. Ebenso sind oft die Eingangspannungsdifferenzen begrenzt. Bei Komparatoren trifft dies, in der Regel, nicht zu.