Главная Промышленная автоматика.

Другой интересной особенностью этого компаратора напряжения является использование рпр-транзисторов Qi и q2, которые возбуждают стандартный разностный усилительный прп-каскад, составленный из транзисторов Qs и q4. Эти рпр-транзисторы действуют по отношению к дифференциальному каскаду как буферы, уменьшая ток смещения прп-каскада примерно в Р раз. При наличии этих рпр-приборов скорость переключения существенно не ухудшается, поскольку они включены по схеме эмиттерного повторителя. Эта конфигурация позволяет также в широком диапазоне изменять подаваемые на входы опорные напряжения, ограничиваемые лишь напряжениями положительного и отрицательного источников питания.

Дифференциальный выход с каскада Qs - q4 усиливается далее дифференциальной парой Qs - q9 (см. упрощенную схему на фиг. 4.4,6). Повсюду применяется смещение с помощью источников тока для того, чтобы гарантировать постоянство то-

баланс/строб

баланс


Выход

-Уев

Земпя

Фиг. 4.4. Компаратор а - полная схема:



ков смещения и позволить широко варьировать напряжения питания без воздействия на характеристики схемы.

Выходной каскад сделан очень гибким и обеспечивает уровни напряжения, совместимые с логикой типа РТЛ, ДТЛ, ТТЛ и МОП. Соответствующие логические уровни могут быть выбраны путем внешних подключений к выходному транзистору Qi5 с открытым коллектором. Коллекторный выход можно либо подключить через нагрузочный резистор к положительному источнику питания, либо использовать как точку для подключения нагрузок, которые связаны с напряжением, превышающим напряжение положительного источника питания. Такая конфигурация с открытым коллектором дает возможность прямого


оь.. о».

14

Земля

напряжения НА-2111.

б -упрощенное изображение.



подключения реле и сигнальных ламп. Qie и R\3 служат для защиты выходных транзисторов от короткого замыкания (от чрезмерных нагрузочных токов). Если заземлить отрицательный источник питания, то компаратор будет работать от одного положительного напряжения питания. Однако, применяя отрицательный источник питания, мы увеличиваем синфазный диапазон схемы.

Компаратор напряжения можно преобразовать в буферный усилитель, расположив по-другому внещние соединения с выходным каскадом. Буферные усилители, часто называемые также изолирующими усилителями или эмиттерными повторителями, примеяются для предотвращения перегрузки источника сигнала и увеличивают возбуждающую способность сигнала. В схеме на фиг. 4.4,6 «выход» подключается непосредственно к положительному источнику питания, а выходной сигнал снимается с нагрузочного резистора, включенного между внещним выводом компаратора напряжения, обозначенным как «земля», и действительной землей системы. Выходной транзистор Qis при таком включении в виде эмиттерного повторителя не инвертирует сигнала, поскольку выходной сигнал снимается с эмиттера, а не с коллектора. Поэтому в данном случае получается реверс полярности положительного и отрицательного входов (т. е. в конфигурации эмиттерного повторителя положительный вход становится отрицательным, и наоборот).

4.3. ПРАКТИЧЕСКИЕ СООБРАЖЕНИЯ ПО ПРОЕКТИРОВАНИЮ КОМПАРАТОРОВ НАПРЯЖЕНИЯ

Отклонения от идеальной работы компаратора напряжения лучще всего отражены в характеристических числах и параметрах, которые приводятся в спецификации на устройство. В данном разделе мы обсудим некоторые наиболее важные для функционирования внутренних компонентов и схем параметры и покажем влияние этих параметров в конкретных применениях.

Поскольку мы уже знакомы с компаратором НА-21П, воспользуемся спецификацией этого устройства в качестве типичного примера характеристики компаратора.

Характеристики компаратора НА-21И при использовании одного источника питания 5 В приведены в табл. 4.1. Компаратор будет работать при напряжениях питания вплоть до ±15 В с соответствующим увеличением диапазона допустимых напряжений на входе. Другие характеристики, приведенные в таблице, при повыщении напряжений питания существенно не изменяются.

Характеристические числа в табл. 4.1 двух типов: по постоянному и переменному току. Числа, отражающие работу в





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

0.0037