Главная Промышленная автоматика.

Нулевой порог чувствительности к входному сигналу фактически исключает искажения, вызванные флуктуациями амплитуды, отклонениями в схемных параметрах и шумом, и позволяет упростить дальнейшую обработку данных путем использования цифровых методов. Детектор нулевого уровня является исключительно ценной схемой для систем, в которых требуется обработка информации, запоминание сигналов и установление корреляции между ними.

Входной строб о ПЛ


БатясироВка

ТТЛ-быкод ---о

Фиг. 4.9. Детектор нулевого уровня.

Схема, показанная на фиг. 4.9, представляет собой детектор нулевого уровня, имеющий дополнительное свойство - возможность стробирования внешним логическим сигналом. Показанное на данной фигуре включение обеспечивает выход, совместимый с ДТЛ и ТТЛ. Поскольку сигнал подается на неинвертирующий вход, а инвертирующий вход заземлен, выход будет в состоянии логической 1 всякий раз, когда вход положителен, и в логическом О, когда вход отрицателен. Состояние выхода изменяется каждый раз при прохождении входного сигнала через нулевой опорный уровень. Определенная частотная фильтрация обеспечивается фильтром-пробкой, который селективно удаляет нежелательные частоты и пропускает для анализа сигналы, находящиеся в пределах определенной полосы частот.



На фиг. 4.10 представлена модификация детектора нулевого уровня для выхода, совместимого с МОП-логикой. Для того чтобы схема работала при нулевом синфазном напряжении, необходимо использовать как положительный, так и отрицательный источники питания. При напряжениях питания +5 и -10 В логические уровни на выходе составляют примерно +4,5 В для состояния логической 1 и - 9 В для логического 0. Следует отметить, что в обеих схемах, изображенных на фиг. 4.9 и 4.10, необходимо использовать и положительный, и отрицательный источники питания, если мы хотим достичь индикации действительно нулевого уровня.

Детектор уровня

Незначительные изменения, произведенные в схемах на фиг. 4.9 и 4.10, позволяют индицировать уровни, отличные от О В. Такой пример показан на фиг. 4.11. Прецизионный детектор уровня для фотодиода служит в качестве устройства индикации. Стабилитрон Dl устанавливает стабильное опорное напряжение, подаваемое на один из входов компаратора. Состояние выхода изменится, когда ток через фотодиод D2 будет иметь величину (около 10 мкА), достаточную для того, чтобы создать на /?з падение напряжения, равное напряжению пробоя D,. Резистор /?2 включен в схему для того, чтобы погрешность порога была пропорциональна току сдвига компаратора, а не току смещения. Если же погрешность от тока смещения будет незначительной, то этот резистор можно из схемы исключить.

Детектор с окном

Компараторы напряжения часто используются при проектировании оборудования для испытаний, в котором нужна схема, способная чувствовать момент, когда входной сигнал выходит из некоторой заданной допустимой области. Схема с таким выходом типа ВЫШЕЛ-НЕТ-БЫШЕЛ называется детектором с окном. На фиг. 4.12 показано, как с использованием двух компараторов создается двухпороговый детектор, являющийся упрощенной разновидностью амплитудного анализатора импульсов. На оба компаратора поступает один и тот же сигнал. Компаратор А сравнивает входной сигнал с опорным напряжением Va таким образом, что на выходе его будет логическая 1, когда входной сигнал превышает Va. Компаратор В, включенный инверсно, сравнивает тот же входной сигнал с большим опорным напряжением, а именно с Va-\- КУz- Компаратор В выдает логическую 1 только при входном сигнале меньшем, чем \a-\-KVz. Выходы с двух компараторов заведены на схему



Вход


к МОП-

логике

Фиг. 4.10. Детектор нулевого уровня, работающий иа схемы МОП-логики.


ТТЛ-быкод

Фиг. 4.11. Прецизионный детектор уровня для фотодиода. (Взято из Linear Applications Handbook, с разрешения Фирмы National Semiconductor Corporation.)





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

0.0036