Главная Промышленная автоматика.

совпадения, выдающую логическую единицу всякий раз, когда оба компаратора находятся в единичном состоянии. Однако это наблюдается только при входных напряжениях, лежащих в пределах Va г:вх Ia + KVz- Рассмотренная нами схема единичным состоянием выхода свидетельствует о наличии входного сигнала в диапазоне, заданном напряжениями Va и


Фиг. 4.12. Детектор с окном (двухпороговый дискриминатор) для обнаружения входных сигналов, лежащих в пределах < v Л + Z Р- К = Ri/iRi + Rz)- (Взято из Strauss L., Wave Generation and Shaping, Copyright 1970 by McGraw-Hill Booli Company, с разрещения фирмы McGraw-Hill Book Company.)

Va + KVz Добавив на вход делитель напряжения, можно обнаруживать более высокие уровни входного напряжения. Кроме того, путем медленного изменения Va при сохранении соответствующего разрешения по KVz можно проводить анализ амплитуды импульсов.

Триггер Шмитта

В детекторах уровня шумы, сидящие на входных сигналах низкого уровня, могут быть особенно неприятны. Например, когда входной сигнал приближается к опорному уровню, шум может вызвать ложное срабатывание компаратора. Если амплитуда входного сигнала в точности равна опорному напряжению,



то компаратор будет изменять свое состояние случайным образом в ответ на полярность напряжения шумов. Во избежание этого часто применяется положительная обратная связь, изменяющая передаточную характеристику компаратора (фиг. 4.13). Модифицированная схема, известная под названием триггера Шмитта, вырабатывает два напряжения V2 и Vu которые яв-

rr-1-1-


i>Von

Фиг. 4.13 Триггер Шмитта. а-схема с положительной обратной связью; б-передаточная характеристика, показывающая эффект гнстерезнса; = ?, II для минимизации ошибки сдвига

ляются уровнями смены состояния компаратора, V2 и Vi называются соответственно верхней и нижней точками срабатывания. Разность между V2 и Vi является напряжением гистерезиса, которое делается несколько большим, чем предполагаемое максимальное напряжение шумов. Имея такой гистерезис, компаратор менее чувствителен к шумам и реагирует только на изменения уровня входного сигнала.

Величина получающегося гистерезиса определяется отношением двух резисторов Ri w R2 w полным размахом напряжения компаратора, или вых - вых- Верхнюю и нижнюю точки



срабатывания можно вычислить из следующих уравнений:

= -ЖТ + -.. . (4.1)

Напряжение гистерезиса, разность между верхней и нижней Точками срабатывания, приводится при этом к следующему виду:

rHcx = ;f(V.„.-V..,.J. (4.3)

Основным преимуществом компаратора такого типа является присущая ему фиксация состояния. Так как верхняя и нижняя точки срабатывания разделены, схема имеет внутреннюю невосприимчивость к шумам, равную петле гистерезиса. После того как компаратор изменит свое состояние, небольшие возмущения не смогут вызвать обратное переключение, результатом которого был бы неустойчивый отсчет. Ценой, которую платят за такое расширение входной зоны перехода, является невозможность точно определить уровень срабатывания компаратора с помощью одного напряжения.

Преобразователь аналогового напряжения в цифровые импульсы

На фиг. 4.14 показано применение компаратора напряжения для аналого-цифрового преобразования. Компаратор напряжения сравнивает входной сигнал с линейным пилообразным сигналом, представленным в виде напряжения vi. Пока входное напряжение превышает пилообразное напряжение, выход компаратора будет на уровне логической 1. В некоторый момент времени Ti оба сигнала станут равны и уровень выхода компаратора упадет до логического 0. Продолжительность единичного состояния зависит от амплитуды входного сигнала. Компаратор служит для преобразования амплитуды входного сигнала в пропорциональный ей временной интервал.

С того момента, когда пилообразный сигнал начнет нарастать, на один из входов схемы совпадения поступает сигнал с выхода автоколебательного мультивибратора. Совпадение выходов компаратора и мультивибратора отпирает вентиль И и разрешает прохождение последовательности счетных импульсов. Число пропущенных через схему совпадения импульсов прямо пропорционально амплитуде входного напряжения. Таким обра-





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

0.0041