Главная Промышленная автоматика.

сигнал

Инверсный вход


о Выкод

„ 6 Опорное нопряжение


Фиг. 4.2 Компаратор напряжения.

с -символическое обозначение; б -формы напряжений.

В десятки микросекунд, что слишком медленно для многих применений компараторов. Исследуем теперь структуру, составленную из различных схем унифицированных узлов для получения ИС-компаратора напряжения.

4.2. УСТРОЙСТВО СХЕМЫ КОМПАРАТОРА НАПРЯЖЕНИЯ

В компараторах напряжения используются три основные схемные конфигурации, рассмотренные нами в гл. 3. На фиг. 4.3 показана типичная схема межсоединений. Входным каскадом компаратора напряжения является разностный усилитель с непосредственными связями и большим коэффициентом усиления. Как и в большинстве -аналоговых интегральных устройств, входные и выходные характеристики этого дифференциального входного усилителя налагают практические ограничения на работу компаратора. В идеальном случае компаратор напряжения не должен нагружать подключенную к нему схему. На практике



138 ; ГЛАВА 4

это невозможно, так как входной каскад почти всегда имеет непосредственные связи и между источниками сигнала и положительным и отрицательным входами компаратора напряжения должен проходить некоторый небольшой постоянный ток для установления соответствующего смещения входных транзисторов. Начинающие разработчики часто делают оплошность, не обеспечивая цепи по постоянному току для смещения входного каскада, а это препятствует правильному функционированию внутренней цепи смещения.

Некоторая внешняя регулировка разностного усилителя обеспечивается посредством корректировки сдвига. Эти выводы для регулировки позволяют компенсировать небольшие рассогласования приборов, которые обычно наблюдаются между транзисторами во входном каскаде. Эти рассогласования приборов приводят к тому, что в реальном компараторе между положительным и отрицательным выводами имеется небольшое напряжение сдвига сдЕ. Напряжение порога срабатывания, при котором компаратор изменяет свое логическое состояние, становится сдвинутым от нуля к Ксдв в соответствии с

вых = «Логическая 1 при {V-V )>V

вых = «Логический О при {V - V ) <V.

Подключение внешней цепи, содержащей переменное сопротивление, которое включено между источником питания и выводами для подстройки сдвига, обычно позволяет подстраивать отклонение порога срабатывания от нуля в пределах 1 мВ. Мы рассмотрим эти практические ограничения в следующем разделе.

Цепь смещения (подключенная к разностному усилителю на фиг. 4.3) - это высокостабильная цепь с температурной компенсацией, рассчитанная на достижение оптимальных уровней токов в различных транзисторах в широком диапазоне входных напряжений. Цепь смещения устанавливает также соответствующие токи и уровни напряжения в выходном логическом каскаде. Функцией этого каскада является создание логических уровней напряжения, совместимых с конкретным типом логики (например, транзистор-транзисторной логикой - ТТЛ или эмиттерно-связанной логикой - ЭСЛ), с которой предполагается стыковать компаратор напряжения. Для того чтобы охарактеризовать действие этого логического каскада, применяют те же выходные характеристики, что и для различных типов дискретной логики. Подробное описание того, как обращаться с этими характеристиками, можно найти в литературе [5, 9, 12, 14, 16, 17, 24]. f 1



Рассмотрим теперь вкратце схему многоцелевого компаратора напряжения, с тем чтобы показать типовые включения и взаимодействие этих схемных структур. Схема представляет собой компаратор из серии HA-21II (фиг. 4.4). Если мы посмотрим в общем на всю схему, то сможем выделить несколько интересных особенностей. Например, стробирование входа позволяет блокировать схему с помощью внешнего логического сиг-

Нсточники питания

Неинберсный t

Индерсный -бкод V. о-


Выход -о

Строб

Балансировка

Фиг. 4.3. Фуикциоиальная блок-схема компаратора напряжения.

нала. Инверсно включенный транзистор, коллектор которого подключен к стробирующему выводу, по сигналу логической 1, подаваемой от внешней схемы, блокирует компаратор, при этом его выходной уровень делается высоким независимо от полярности разностного сигнала на входе. Это свойство может быть исключительно полезным для тех случаев применения компаратора, в которых у входного сигнала наблюдаются начальные переходные процессы. Если компаратор не блокировать до тех пор, пока не пройдут эти переходные эффекты, то выход компаратора напряжения может изменить свое состояние несколько раз и невозможно будет отличить уровень входного сигнала от начальных переходных процессов.





0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 [44] 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144

0.0039